Ανάπτυξη συμπολυμερών πολυεστεραμιδίων με βάση το 2,5-φουρανοδικαρβοξυλικό οξύ και συμμετρικές αμιδοδιόλες
Creators: name: Μαγαζιώτης, Ανδρέας Αθανάσιου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Χημεία Πολυμερών
Συμπολυμερή
Πολυεστεραμίδια
Polymer Chemistry
Copolymers
Polyesteramides

description: Η σύνθεση πολυαμιδίων και πολυεστεραμιδίων που προέρχονται από 2,5-φουρανδικαρβοξυλικό οξύ οδηγεί πάντα σε άμορφα πολυμερικά υλικά. Ο σχηματισμός ενδομοριακών δεσμών υδρογόνου μεταξύ του ετεροατόμου οξυγόνου στο δακτύλιο του φουρανίου και των υδρογόνων των αμιδικών δεσμών καταστέλλει τους διαμοριακούς δεσμούς υδρογόνου που είναι συνήθως υπεύθυνοι για την υψηλή θερμική και μηχανική απόδοση αυτών των υλικών. Για να παρακαμφθεί αυτό το πρόβλημα, σε αυτή τη μελέτη συντέθηκαν αλειφαρωματικά πολυεστεραμίδια από τον διμεθυλεστέρα του 2,5-φουρανδικαρβοξυλικού οξέος και μια προσχηματισμένη αλειφατική διόλη που περιέχει δύο εσωτερικούς αμιδικούς δεσμούς (αμιδοδιόλη). Συντέθηκαν δυο ομάδες συμπολυμερών, με την 1,10-προπανοδιόλη να χρησιμοποιείται στην πρώτη και την 1,3-προπανοδιόλη στην δεύτερη ομάδα. Οι μετρήσεις αποκάλυψαν ότι το μεγαλύτερο ποσοστό των πολυμερών που ελήφθησαν ήταν ημικρυσταλλικά και παρουσίασαν ικανότητα κρυστάλλωσης από κατάσταση τήγματος, υποδεικνύοντας ότι ο ενδομοριακός δεσμός Η καταστέλλεται αποτελεσματικά. H θερμική σταθερότητα μειώθηκε με την ενσωμάτωση της αμιδοδιόλης σε σύγκριση με τα καθαρά υλικά. Το μέτρο ελαστικότητας και η σκληρότητα αυξήθηκαν σχεδόν γραμμικά με την ποσότητα των ομάδων εστέρα-αμιδίου. Η μέθοδος που παρουσιάζεται εδώ επιτρέπει την επιτυχή σύνθεση ημι-κρυσταλλικών πολυεστεραμιδίων από 2,5-φουρανδικαρβοξυλικό οξύ χωρίς ανεπιθύμητους ενδομοριακούς δεσμούς υδρογόνου. Αυτό το εύρημα θα μπορούσε να θέσει τη βάση για περαιτέρω βιο-βασισμένα πολυεστεραμίδια από 2,5-φουρανδικαρβοξυλικό οξύ κατάλληλα για εφαρμογές υψηλής απόδοσης.
description: The synthesis of polyamides and polyesters derived from 2,5-furandicarboxylic acid always results in amorphous polymeric materials. The formation of intramolecular hydrogen bonds between the heteroatomic oxygen in the furan ring and the hydrogen atoms of the amide bonds suppresses the intermolecular hydrogen bonds that are usually responsible for the high thermal and mechanical efficiency of these materials. To overcome this problem, aliphatic polyesters of 2,5-furandicarboxylic acid dimethyl ester and a preformed aliphatic diol containing two internal amide bonds (amidodiol) were synthesized in this study. Two groups of copolymers were synthesized, with 1,10-propanediol being used in the first and 1,3-propanediol in the second. The measurements revealed that most of the polymers obtained were semicrystalline and showed the ability to crystallize from a melt state, indicating that the intramolecular H bond was effectively suppressed. Thermal stability decreased with the incorporation of amidiol compared to pure materials. The measure of elasticity and hardness increased almost linearly with the amount of ester-amide groups. The method presented here allows the successful synthesis of 2,5-furandicarboxylic acid semi-crystalline polyester blocks without unwanted intramolecular hydrogen bonds. This finding could lay the groundwork for further bio-based polyesters of 2,5-furandicarboxylic acid suitable for high performance applications.