Controlled free radical polymerization is attractive as it produces polymers with well defined microstructures typically associated with “living” polymerization methods, using a wide range of monomers required for applications such as nanoporous membranes and barrier materials. Poly(trioctylammonium p-styrenesulfonate) homopolymer (poly(SS-TOA)) and poly(SS-TOA-ran-styrene) copolymers were synthesized by nitroxide-mediated polymerization (NMP) using an N-tert-butyl-N-[1-diethylphosphono-(2,2-dimethylpropyl)] nitroxide (SG1) based unimolecular initiator, called BlocBuilder. Polymerizations were controlled for low theoretical molecular weight at complete conversion (Mn,theoretical = 20 kg·mol-1), resulting in very low polydispersities (Mw/Mn < 1.1) and a linear increase in number average molecular weight, Mn, up to ≈ 35% conversion. SS-TOA was effective as a controlling co-monomer for the gradient polymerization with glycidyl methacrylate, using a N-succinimidyl ester modified BlocBuilder (NHS-BlocBuilder), which resulted in a relatively narrow molecular weight distribution (Mw/Mn = 1.43) and linear increase in Mn versus conversion. Poly(styrene-ran-acrylonitrile) (poly(S/AN)) and poly(tert-butyl methacrylate-ran-acrylonitrile) (poly(t-BMA/AN)) were also synthesized by NMP using BlocBuilder and NHS-BlocBuilder. In both systems, the polymers exhibited narrow, monomodal molecular weight distributions with relatively low polydispersities (Mw/Mn = 1.14-1.50), characteristic of a controlled polymerization. Mn versus conversion (X) plots were all relatively linear (Mn = 14.8-18.1 kg.mol-1, X = 40-70%) suggesting that “pseudo-living” behaviour was approached in the range of conversions studied. / Cette étude se concentre sur le thème de la polymérisation radicalaire contrôlée qui est attrayante de par sa facilité à produire des polymères avec une microstructure bien définie et demeure semblable à la polymérisation ionique/vivante. Elle présente l'avantage de permettre la génération d'une vaste gamme d'application de monomères allant des membranes nanoporeuses aux matériaux barrières. Le poly(trioctylammonium p-styrènesulfonate) (poly(SS-TOA)) et poly(SS-TOA-ran-styrène) ont été préparés par la polymérisation contrôlée par des nitroxydes, à base de la nitroxyde N-tert-butyl-N-[1-diéthylphosphono-(2,2-diméthylpropyl)] (SG1), aussi appelé BlocBuilder. La polymérisation a été le mieux contrôlée pour un faible poids moléculaire théorique (20 kg·mol-1 versus 45 kg·mol-1), avec de très basses polydispersités (Mw/Mn < 1.1) et une croissance linéaire du poids moléculaire moyen en nombre jusqu'à une conversion de ≈ 35%. Le SS-TOA à également prouvé son efficacité comme contrôleur comonomèrique pour la polymérisation de type gradient avec le méthacrylate glycidyl, accompagné d'une forme protégée de BlocBuilder (achevés de N-succinimidyl, appelé NHS-BlocBuilder). Le Poly(styrène-ran-acrylonitrile) (poly(S/AN)) et poly(tert-butyl méthacrylate-ran-acrylonitrile) (poly(t-BMA/AN)) ont également été copolymérisés par polymérisation contrôlée en employant des nitroxydes avec les initiateurs BlocBuilder et NHS-BlocBuilder. Les deux systèmes ont démontré un bon degré de contrôle : une distribution de poids moléculaire étroite avec des polydispersités relativement faibles (Mw/Mn = 1.14-1.50) combinée à une croissance linéaire du poids moléculaire moyen en nombre avec une conversion (X) relativement élevée (Mn = 14.8-18.1 kg.mol-1, X = 40-70%). Ces résultats confirment bien la notion de "copolymérisation pseudo-vivante".
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.104734 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Consolante, Valerie |
| Contributors | Milan Maric (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Engineering (Department of Chemical Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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