This research forms part of the research program of the Dutch Polymer Institute, project #749.

1. المطاط تعديل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد EPM maleated (EPM-ز-MA، 49٪ بالوزن الاثيلين، 2.1٪ بالوزن MA، المنغنيز = 50 كغ / مول، PDI = 2.0) المطاط وfurfurylamine (FFA) قبل بدء التجربة كما هو مبين في الخطوات 1.1.1- 1.1.4. 5 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجفيف المطاط EPM-ز-MA في فرن فراغ لمدة ساعة واحدة على 175 درجة مئوية لتحويل الحالي دى حمض الخل إلى 11 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضغط القالب 0.1 مم فيلم المطاط في الصحافة الساخنة لمدة 10 دقيقة في 150 درجة مئوية و 100 بار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسجيل الطيف الإرسال بالأشعة تحت الحمراء للفيلم الناتجة بعد وضعها في حامل قرص KBR. ملاحظة: تحويل تحلل دى حمض إلى أنهيدريد كاملة إذا كانت ذروة حمض الكربوكسيلية نموذجية ( <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCO.jpg" /> = 1710 سم -1) غائب ومميزة دوري ذروة أنهيدريد ( <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-asCO.jpg" /> = 1856 سم -1 </sتصل&gt;) موجود. 5 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام الأواني الزجاجية التقطير القياسية، تقطير 2.8 ز FFA (نقطة الغليان = 145 درجة مئوية، 28.9 مليمول؛ 3.0 مكافئ على أساس المحتوى الماجستير في إدارة أداء المؤسسات-ز-MA) تحت الضغط الجوي. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يعد حل المطاط 10٪ بالوزن من وزنها 45.0 غرام من المطاط EPM-ز-MA (9.6 مليمول MA) وحلها في 500 مل رباعي هيدرو الفوران (THF) في 23 درجة مئوية في كوب مغلق مع التحريك القوي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 2.8 غرام المقطر الطازجة FFA إلى حل المطاط 10٪ بالوزن. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يحرك خليط التفاعل في نظام مغلق في 23 درجة مئوية لمدة لا تقل عن 1 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ترسيب خليط التفاعل عن طريق سكب ببطء إلى عشرة أضعاف (5 لتر) من الأسيتون مع التحريك الميكانيكية، مما أسفر عن المنتج البوليمر كما يحدث المواضيع البيضاء التي يتم صيدها بسهولة من الدورق باستخدام الملقط كبيرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجفيف المنتجات التي تم جمعها (EPM-ز-الفوران) إلى وزن ثابت في فرن فراغ في 35 درجة مئوية (وهذا يستغرق حوالي 1 يوم). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضغط العفن الناتج، سليghtly المنتج مصفر في قالب بين اثنين من لوحات معدنية في الصحافة الساخنة لمدة 10 دقيقة في 175 درجة مئوية و 100 بار لتحويل المنتجات حمض maleamic المتوسط ​​في المنتج إيميد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع اللوحة الناتجة من المطاط على شكل قطع صغيرة (0.05 غ) مع مقص وغسلها جيدا عن طريق غمر لهم في الأسيتون لإزالة أي FFA غير المتفاعل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسجيل الطيف الإرسال بالأشعة تحت الحمراء من المنتج في حامل قرص KBR بعد صب صب ذلك في فيلم سميكة 0.1 ملم. 5 ملاحظة: إن غياب أي المتبقية أميد حمض يمكن استخلاصه من غياب الذروة في 1530 سم -1 39، 40 كان اكثر المؤشرات تدل على تعديل الناجح هي اختفاء كامل تقريبا. <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-asCO.jpg" /> في 1856 سم -1 من الخل وظهور <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCO.jpg" /> في 1710 سم -1وCN تمتد الاهتزاز ( <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCN.jpg" /> = 1378 سم -1) من maleimide. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد تحويل رد فعل EPM-ز-MA إلى EPM-ز-الفوران من انخفاض في امتصاص الاهتزاز تمتد متناظرة C = يا المجموعات أنهيدريد ( <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-asCO.jpg" /> = 1856 سم -1) من خلال دمج المناطق الخاضعة لFT-IR) قمم الفردية الأشعة تحت الحمراء (بعد deconvolution (R 2&gt; 0.95). 5 ملاحظة: اهتزاز الميثيل هزاز ( <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_rho_ip_CH3.jpg" /> = 723 سم -1)، والتي تنشأ من العمود الفقري EPM، لم يتغير على التعديل، ويمكن استخدامها بوصفها المرجعية الداخلية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد التحويلات التعديل عن طريق إجراء تحليل عنصري (EA) لN و C و H على عينات المطاط غسلها وتجفيفها. 5 ملاحظة:محتويات المولي يمكن استخلاصها من النسب الجماعية قياسها. محتوى النيتروجين المولي في EPM-ز-فوران هي مساوية لتلك المجموعات الفيوران المطعمة. ويمكن حساب تحويل بمقارنة نسبة المولي مونومر-المطعمة MA إلى أحادية غير المطعمة EPM في مقدمة EPM-ز-MA (7.69 × 10 -3) مع المولي نسبة N: EPM من EPM-ز- عينة الفوران. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس الدعامة A صلابة من العينات ضغط مصبوب 10 مرات على الأقل الضغط على مقياس التحمل على عينة المطاط، والتي تغطي سطح أسطواني كامل من مقياس التحمل. 5 ملاحظة: عينات بسماكة 2 ± 0.1 ملم وينبغي أن تستخدم لهذه الاختبارات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس استطالة (عند الكسر) وقوة الشد في نهاية المطاف عن طريق إجراء اختبارات الشد على عينات من حوالي 1 مم و 5 مم باستخدام طول المشبك من 15 ملم ومعدل سلالة من 500 ± 50 مم / دقيقة. تحديد معامل يونغ من المنحدر الأولي للstres الناتجةمنحنيات الصورة سلالة. ملاحظة: للحصول على كل قياس، اختبار 10 عينة واستبعاد اثنين من القيم المتطرفة وفقا لأعلى وأقل قيمة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد ضغط وضعت في 23 درجة مئوية عن طريق ضغط عينات اسطوانية مع سمك 6 ± 0.1 ملم (ر 0) ويبلغ قطرها 13 ± 0.1 مم بين لوحات معدنية ل3/4 عشر من سمك الأولية (ر ن) ل 70 ساعة، والسماح لهم الاسترخاء عند 50 درجة مئوية لمدة ساعة ونصف وقياس سمك (ر ط). ملاحظة: يمكن تحديد قيمة مجموعة ضغط من (ر 0 -t ط) / (ر 0 -t ن). </li></ol> 2. ديلز-ألدر عبر ربط وإعادة المعالجة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل التجربة، تجميع bismaleimide الأليفاتية (BM) من didodecylamine وأنهيدريد الماليك (MA) وفقا لإجراءات الإبلاغ عنها. 41 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزن 40.0 غرام من (8.6 مليمول محتوى الفوران) EPM-ز-الفوران المطاط و 0.04 غرام الفينول المضادة للثورidant (octadecyl-1- [3،5-دى ثالثي بوتيل-4-hydroxyphenyl] بروبيونات) ويحل لهم بشكل كبير، أغلق الكأس مع 500 مل THF في 23 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 1.48 غرام من bismaleimide الأليفاتية (4.3 مليمول، 0.5 مكافئ. بناء على محتوى الفوران في EPM-ز-الفوران) إلى الدورق مع حل 10٪ بالوزن. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يحرك الخليط رد فعل لا يقل عن 1 ساعة على 50 درجة مئوية في الدورق مغلقة، ثم إزالة الغطاء لفتح النظام لتتبخر المذيب. تبخر THF يمكن أيضا أن يؤديها باستخدام المبخر الدوار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجفيف المنتجات التي تم جمعها إلى وزن ثابت في فرن فراغ في 35 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضغط العفن المنتج لمدة 30 دقيقة في 175 درجة مئوية و 100 بار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يصلب المنتج الناجم عن تخزينه في الفرن على 50 درجة مئوية لمدة ثلاثة أيام على الأقل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع اللوحة الناتجة من المطاط على شكل قطع صغيرة (0.05 غ) باستخدام المقص وغسلها جيدا عن طريق غمر لهم في الأسيتون لإزالة أي مكونات غير المتفاعل وضغط القالب قبل ان تتحول الى 0.1 ملم و سميكة<html> ILM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يسجل الطيف الإرسال بالأشعة تحت الحمراء من الفيلم مما أدى إلى حامل لوحي KBR، وذلك باستخدام نفس مجموعة المتابعة كما هو موضح 1.9.1. 5 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد تحويل عبر ربط من الانخفاض النسبي في الاهتزاز تمتد متماثل كوك من الحلقات الفوران ( <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCOC.jpg" /> = 1013 سم -1) كما هو موضح في 1.10 5 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد تحويل عبر ربط عن طريق أداء EA لN و C و H على عينات المطاط غسلها وتجفيفها. 5 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد الدعامة A صلابة، معامل يونغ، واستطالة عند الكسر، وقوة الشد في نهاية المطاف وضغط وضعت في 23 درجة مئوية في نفس الطريقة كما هو موضح في 1،12-14. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اعادة معالجة العينات بعد الاختبار بالقص إلى قطع صغيرة باستخدام مقص (± 50 مم 3) وصب صب هذه في ظل نفس الظروف في عينات متجانسة جديدة مع نفس الأبعاد. </li></ol>الحمار = &quot;jove_title&quot;&gt; 3. بيروكسيد والكبريت علاج من ENB-EPDM <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسخين خلاط دفعة الداخلية إلى 70 درجة مئوية، والسماح لها تناوب على 50 دورة في الدقيقة. ملاحظة: خطوة تكييف الأولية عن طريق تنظيف الغرفة مع النيتروجين يعطي تحكم أفضل للعمليات عبر ربط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إطعام 18.1 غرام من ENB-EPDM (48٪ بالوزن الاثيلين، 5.5٪ بالوزن ENB) إلى خلاط دفعة الداخلي للوصول إلى عامل تعبئة 70٪ وتخلط لمدة 2 دقيقة لتسفر عن ذوبان متجانسة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تغذية 1.25 أطباء لحقوق الإنسان من دي بيروكسيد (ثالثي butylperoxy-الآيزوبروبيل) البنزين) أو 1.88 أطباء لحقوق الإنسان من 80٪ نقية، ومعيار وشبه كفاءة نظام المعالجة بالحرارة الكبريت ومزجها مع المطاط لمدة 3 دقائق عند 70 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضغط القالب المجمع مما أدى إلى الصحافة الساخنة لمدة 30 دقيقة في 175 درجة مئوية و 100 بار لعلاجه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد الدعامة A صلابة، معامل يونغ، واستطالة عند الكسر وفي نهاية المطاف ضغط قوة الشد في مجموعة بنفس الطريقة كما هو موضح في 1،12-14. </li></ol> 4. Cروس الارتباط الكثافة تحديد <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع قطعة من ضغط مصبوب، المطاط عبر ربط حوالي 50 ملغ باستخدام المقص. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد الوزن الأولي للعينة المطاط بدقة من قبل وزنها في قارورة زجاجية 20 مل (W 0). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزج المطاط وزنه في 15 مل من decalin. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> دع المطاط تضخم في decalin حتى لا يزيد وزنه بعد الآن، ويتم التوصل إلى توازن تورم (حوالي 3 أيام). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعناية أخذ عينة منتفخة من القارورة وربت بعناية السطح مع المناديل الورقية لإزالة أي مذيب من على سطح الأرض دون الضغط عليه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وزن العينة المطاط تورم في عينة قارورة جديدة (W 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجفيف عينة تورم في فرن فراغ في 80 درجة مئوية حتى يتم التوصل إلى وزن ثابت وتحديد وزن العينة الجافة (W 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحصول على محتوى هلام من W 2 / W 0 × 100٪ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد العابرة للكثافة الارتباط ([XLD] في مول / سم 3) باستخدام فلورى-Rehner المعادلة 42، 43، [XLD] = (من قانون الجنسية (1-V R) + V R + R χV 2) / (2V S (0.5V R -V R 1/3)) مع V S حجم المولي للمذيب (decalin: 154 مل / مول في 23 ° C)، χ المعلمة التفاعل (decalin-EPDM: 0.121 + 0.278V R 44) والخامس R ل جزء حجم المطاط في عينة تورم التي يمكن تحديدها من W 2 / (W 2 + (W 1 -W 2) ∙ ρ EPM-ز-فوران / ρ decalin) مع الكثافة (ρ) يجري 860 كجم / م 3 ل EPM-ز-الفوران و 896 كجم / م 3 لdecalin، على التوالي. </li></ol>

The author Martin van Duin is an employee of LANXESS Elastomers B.V. that produces EPM-g-MA rubbers used in this Article.

وكان المطاط EPM-ز-MA التجاري الحرارية عكسية عبر ربط في نهج من خطوتين بسيطة. وتم تعديل المطاط maleated أولا مع الاتحاد الاسترالي لتطعيم الفئات الفوران على العمود الفقري المطاط. تظهر الفوران في انتظار الناتجة التفاعل كما dienes ديلز-ألدر. تم استخدام BM الأليفاتية كما عبر ربط عامل، مما أدى إلى جسر الحرارية عكسها بين اثنين من الأنصاف الفوران. وكان كل من ردود الفعل ناجحة مع التحويلات جيدة (&gt; 80٪) وفقا لمطياف الأشعة تحت الحمراء، التحليل العنصري. وقد تبين عبر ربط تورم واختبارات القابلية للذوبان، مما أسفر عن محتوى هلام من 100٪. للتنفيذ الناجح للبروتوكول وصفها، فمن الأهمية بمكان أن يتم إعداد بعناية المكونات الفردية. للأسف، وإعداد المطاط reworkable من خلال الاستفادة من الأسلوب هو موضح هنا لا يسمح لرفع مستوى السهل أن كميات أكبر. وعلى الرغم من أنه لم ترد أية وسائل أخرى للإعداد هذا المنتج المطاط reworkable ديسcribed في الأدب مفتوحة، وقياسا مع تطعيم الجذور الحرة المعروفة أنهيدريد الماليك على المطاط EPM يمكن استخلاصها في هذا الصدد. 32 تذوب تعديل المطاط يعد بديلا واعدا بأن لا يحتاج الى المذيبات، وتنقية وسيطة أو تجفيف الخطوات ويمكن تنفيذها على المعدات التجارية مثل خلاطات ذوبان أو بثق. إن إنتاج مثل المطاط reworkable أن يكون أكثر من الوقت وفعالة من حيث التكلفة إذا كان ليتم تنفيذها عن طريق معالجة الذوبان. من ناحية أخرى، فإن الطريقة الموصوفة يسمح لمزيد من السيطرة على رد فعل وأكثر واضحة المعالم المنتج النهائي. على مستوى أعم من المقارنة بين النهج الحالي نحو المطاط reworkable والنهج إعادة التدوير الأخرى (على سبيل المثال، المعالجة بالحرارة)، لا بد من الإشارة إلى أن المواد لا بد من تعديلها قبل عبر ربط والتي فشلت شكلت الروابط عبر في نسبيا درجات حرارة منخفضة (&gt; 180٪). ومع ذلك، فإن هذا النهجلا تسمح لإنتاج منتجات المطاط لإعادة التدوير &quot;من المهد إلى المهد&quot; في حين أن إعادة التدوير من المطاط المعالج بالحرارة ومحدودة للغاية حتى إعادة استخدام بعض النسب المئوية في تركيبة مع مكونات البكر. 54، 55 كثافة عبر الارتباط للDA عبر ربط EPM-ز-الفوران كما هو محدد من FT-IR و EA تتوافق مع تلك المحسوبة من الاختبارات تضخم. القيم الناتجة هي سمة للشبكات عبر ربط فضفاضة، كالمطاط وتتوافق مع كثافة عبر الارتباط نموذجية من الكبريت وبيروكسيد الشفاء اللثة EPDM (1-5 × 10 -4 مول / سم 3) ذكرت في الأدب. 53، 54 كثافة عبر الارتباط من العينات عبر ربط DA هي مماثلة لتلك التي من المراجع EPDM كبريت والشفاء بيروكسيد، مما يسمح للمقارنة بين خصائص. وأخيرا، فإن الدعامة A صلابة، Young&#39;s معامل، واستطالة عند الكسر، قوة الشد في نهاية المطاف وضغط مجموعة كل indicatالبريد التحول من البوليمر لزج إلى شبكة مطاطية مرنة على إضافة BM. هذه الخصائص الميكانيكية تتوافق مع تلك التي بالكبريت والمراجع الشفاء بيروكسيد العينات وكانت احتفظ بها بعد اعادة معالجة المطاط الحراري عكسية عبر ربط. تم إجراء إعادة معالجة المواد لمدة تصل إلى 5 مرات من دون أي خسائر كبيرة في الممتلكات. توفر النتائج المقدمة طريقا جديدا لل(عكسها) عبر ربط (EPM) المطاط عن طريق (الرجعية) ديلز-ألدر رد الفعل، الذي يكمل مربع الأدوات لإعادة تدوير المطاط. أنها تمهد الطريق نحو تطبيق هذه الاستراتيجيات عبر ربط (وإعادة التدوير قد تنطوي هذه) لمجموعة متنوعة من المنتجات المطاطية.

الكبرتة الكبريت والمعالجة بيروكسيد هي حاليا أهم تقنيات ربط الصليب الصناعية في صناعة المطاط، مما أسفر رجعة الكيميائية عبر الروابط التي تحول دون إعادة المعالجة تذوب 1 و 2 A &#39;المهد إلى المهد &quot;في مجال إعادة تدوير المطاط عبر ربط يتطلب المواد التي يتصرف المطاط مماثلة إلى عبر ربط دائم في شروط الخدمة، في حين وجود إمكانية المعالجة وإعادة التدوير كاملة بالحرارة في درجات حرارة عالية. نهج لتحقيق هذه إعادة التدوير يستخدم شبكات مطاطي مع عكسها الروابط عبر تستجيب لحافز خارجي، مثل درجة الحرارة (أكثر جدوى من وجهة نظر من التطبيقات الصناعية في المستقبل). 3-5 تشكيل هذه الروابط عبر في خدمة منخفضة نسبيا مطلوب درجات الحرارة عن السلوك الميكانيكي جيدة من المطاط، في حين تفككها في درجات حرارة عالية (مماثلة لدرجة حرارة تجهيز الأصلي غير عبر ربط مركب) يسمح للصecycling للمادة. بعض مواد معينة يمكن أن تكون عكسية عبر ربط من خلال الاستفادة من ما يسمى شبكات التساهمية ديناميكية عبر تفاعلات التكثيف المتعدد 6 أو ما يسمى طوبولوجيا شبكة عكسها تجميد عبر تفاعلات الأسترة 7-9 العيب من هذه الأساليب هو ضرورة تصميم و تجميع بوليمرات جديدة بدلا من تعديل، والمطاط التجارية القائمة التي لديها بالفعل الخصائص المطلوبة. تقنيات لالحرارية عكسية عبر الارتباط المطاط تنطوي الرابطة الهيدروجينية والتفاعلات الأيونية والرابطة التساهمية مثل عن طريق إعادة ترتيب ثاني كبريتيد تنشيط الحرارية. 10-13 مؤخرا، الحرارية عكسها عبر ربط عبر ديلز-ألدر تم تطوير (DA) الكيمياء (14). الكيمياء -21 DA يمكن تطبيقها على مجموعة واسعة من البوليمرات ويمثل خيارا شعبيا، خاصة وأن رد فعل DA يسمح لحركية سريعة نسبيا وظروف التفاعل خفيفة. 17، 22-24 ثانخفاض اقتران الاستخراجية وفصل ارتفاع درجات الحرارة تجعل فوران والمرشحين ممتازة maleimide لعكسها البوليمر عبر ربط 18-20، 25-28 والهدف من هذا العمل هو توفير طريقة لاستخدام الكيمياء DA كأداة الحرارية عكسها عبر ربط لمنتجات المطاط الصناعي (الشكل 1). 5 أولا، التفاعل من اللدائن الهيدروكربونات المشبعة، مثل الإثيلين / المطاط البروبيلين (EPM)، لابد من زيادة. ومن الأمثلة ذات الصلة تجاريا التي تسهل هذه هي الجذور الحرة التطعيم التي بدأها بيروكسيد من أنهيدريد الماليك (MA) 29-34 ثانيا، مجموعة الفيوران يمكن المطعمة على مثل المطاط EPM maleated عن طريق إدراج furfurylamine (FFA) في الخل قلادة لتشكيل إيميد 35، 36 وأخيرا، فإن الأنصاف الفيوران التي يتم بالتالي تعلق على العمود الفقري المطاط ويمكن بعد ذلك يشارك في الكيمياء DA-الحرارية عكسها باعتبارها ديين الإلكترون الغنية. 25، 37 الإلكترون بوأو مكرر maleimide (BM) هي dienophile مناسب لهذا عبر ربط رد فعل. 19، 26، 38 <img alt="شكل 1" src="/files/ftp_upload/54496/54496fig1.jpg" /> الشكل 1. مخطط رد الفعل. ترقيع الفوران وbismaleimide عبر ربط المطاط EPM-ز-MA (طبع بإذن من 5). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54496/54496fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="599">
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">ENB-EPDM</td>
			<td style="width:97px;">LANXESS Elastomers B.V.</td>
			<td style="width:119px;">Keltan 8550C</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">EPM-g-MA</td>
			<td style="width:97px;">LANXESS Elastomers B.V.</td>
			<td>Keltan DE5005</td>
			<td>Vacuum oven for one hour at 175 &#176;C&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">furfurylamine</td>
			<td style="width:97px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">F20009</td>
			<td>Freshly distillated before use</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">di-dodecylamine</td>
			<td style="width:97px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">36784</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">maleic anhydride</td>
			<td style="width:97px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">M0357</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">octadecyl-1-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate</td>
			<td style="width:97px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">367079</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">bis(tert.-butylperoxy-iso-propyl) benzene</td>
			<td style="width:97px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">531685</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">tetrahydrofuran</td>
			<td style="width:97px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">401757</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">decalin</td>
			<td style="width:97px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">294772</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">acetone</td>
			<td style="width:97px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">320110</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the preparation and properties of thermo-reversibly cross-linked rubber via diels-alder chemistry

وأظهر طريقة لاستخدام ديلز ألدر الكيمياء الحرارية عكسها كأداة عبر ربط لمنتجات المطاط. في هذا العمل، والتجاري المطاط الإيثيلين البروبيلين، المطعمة مع أنهيدريد الماليك، هو الحرارية عكسية عبر ربط في خطوتين. يتم تعديل الأنصاف أنهيدريد انتظار أولا مع furfurylamine إلى الكسب غير المشروع مجموعة الفوران إلى العمود الفقري المطاط. هذه المجموعات الفيوران قلادة ثم يتم عبر ربط مع مكرر maleimide طريق تفاعل اقتران ديلز-ألدر. كل من ردود فعل لا يمكن أن يؤديها في إطار مجموعة واسعة من الظروف التجريبية، ويمكن بسهولة أن تطبق على نطاق واسع. خصائص المواد الناتجة من المطاط عبر ربط ديلز-ألدر مشابهة لالاثيلين / البروبيلين المطاط / ديين (EPDM) إشارة الشفاء بيروكسيد. كسر الروابط عبر في درجات حرارة مرتفعة (&gt; 150 درجة مئوية) عن طريق رد الفعل الرجعية ديلز-ألدر ويمكن إصلاحه عن طريق الصلب الحرارية في درجات حرارة منخفضة (50-70 درجة مئوية). وقد أثبتت عكس اتجاه النظام خفة دمح مطياف الأشعة تحت الحمراء، واختبارات قابلية الذوبان والخواص الميكانيكية. وقد أظهرت إعادة التدوير للمواد أيضا بطريقة عملية، أي عن طريق قطع عينة عبر ربط إلى أجزاء صغيرة وصب صب عليها في عينات جديدة تظهر الخواص الميكانيكية للمقارنة، وهو أمر غير ممكن لالمطاط عبر ربط تقليديا.

ويرد التعديل الناجح لEPM-ز-MA في EPM-ز-فوران وعبر ربط مع bismaleimide من تحويل فورييه الطيفي بالأشعة تحت الحمراء (FTIR) (الشكل 2). وجود جماعات الفيوران في المنتج EPM-ز-الفوران يمكن استخلاصه من تقسيم ذروة CC الأليفاتية التوتر ( <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCC.jpg" /> = 1050 سم -1) في قمتين الفوران ( <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-asCOC.jpg" /> = 1073 سم -1 و <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCOC.jpg" /> = 1013 سم -1)، وظهور من فوران تمتد الاهتزاز C = C ( <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCC.jpg" /> = 1504 سم -1) واهتزاز تشوه في 599 سم -1. 15، 37، 37 حلقة الفيوران تمتد قمم في 1436 و1345 سم -1 لا يمكن أن لا يكون سbserved لأنها خبأتها الكبيرة المتداخلة CH 2 -vibrations من العمود الفقري المطاط في 1450 سم -1 و 1350 سم -1. 15 وإدماج BM يمكن استخلاصه من ظهور <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_delta_ip_DAring.jpg" /> في 1190 سم -1 ومن العصابات succinimide المميزة ( <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCNC.jpg" /> = 1385 سم -1، <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_delta_ip_HNC.jpg" /> = 1311 سم -1 و <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_delta_asoop_OCN.jpg" /> = 620 سم -1). 45، 46 امتصاص المتعلقة فوران ( <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCOC.jpg" /> ) يقلل على عبر ربط و <img alt="معادلة" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCO.jpg" /> زيادة الفرقة الكربونيل نتيجة لامتصاص الثاني حول 1770 سم -1<html> أن ينسب إلى الحلبة succinimide الناتجة عن cycloaddition 25 واستخدمت FTIR وتحليل العناصر لتحديد تعديل وعبر ربط التحويلات (الجدول 1). واستخدمت التحويلات FT-IR و EA لتحديد كثافة عبر الارتباط للDA عبر ربط EPM-ز-الفوران، التي وجدت لتكون 1.8 × 10 -4 ± 3 × 10 -5 مول / سم 3. ووفقا للتضخم اختبارات (بروتوكول 4)، وكان محتوى هلام من جميع العينات عبر ربط ما يقرب من 100٪ وكثافة عبر الارتباط للDA عبر ربط EPM-ز-فوران كان 2.1 × 10 -4 ± 2 × 10 - 5 مول / سم 3. تم العثور على كثافة عبر الارتباط من النظم المرجعية EPDM كبريت والشفاء بيروكسيد أن يكون على التوالي 1.7 × 10 -4 ± 6 × 10 -6 و 1.8 × 10 -4 ± 8 × 10 -6 مول / سم 3، على التوالي . ر &quot;FO: المحافظة على together.within الصفحات =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/54496/54496fig2.jpg" /> . الشكل 2. FT-IR امتصاص أطياف أطياف اليسار: EPM-ز-MA (الحمراء)، وتعديل EPM-ز-الفوران (أسود) والحق: من غير عبر ربط EPM-ز-الفوران (أسود) و وديلز-ألدر عبر ربط EPM-G-الفوران (الأزرق) (طبع بإذن من 5). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54496/54496fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td></td><td> ٪ بالوزن N </td><td> ٪ بالوزن C </td><td> ٪ بالوزن H </td><td> تحويل FT-IR (٪) </td><td> تحويل EA (٪) </td></tr><tr><td> EPM-ز-MA </td><td> &lt;0.01 </td><td> 84.7 </td><td> 14.3 </td><td></td><td> - </td></tr><tr><td> EPM-ز-الفوران </td><td> 0.3 </td><td> 84.8 </td><td> 14.2 </td><td> 96 </td><td> 93 </td></tr><tr><td> DA عبر ربط EPM-ز-الفوران </td><td> 0.4 </td><td> 84.2 </td><td> 14 </td><td> 72 </td><td> 80 </td></tr></tbody></table> الجدول 1. التحويلات رد الفعل النتائج من تحليل عنصري وFT-IR (تكييفها مع إذن من 5). وأعقب دي عبر ربط المنتج EPM-ز-الفوران عبر ربط DA عن طريق الإرسال FT-IR (الشكل 3). بعض القمم الفيوران مميزة مثل وفي على التوالي 1504 و 1013 سم -1 انخفاض على الصلب الحرارية عند 50 درجة مئوية وتزداد بعد صب ضغط على 175 درجة مئوية. هذا يدل على أن عبر ربط وفك عبر ربط يحدث عن طريق تفاعل DA عكسها بين المجموعات الفيوران المطعمة<html> وأضاف BM-ربط عبر وكلاء. 47 اختبارات القابلية للذوبان هي طريقة أكثر عملية لمراقبة آثار عبر ربط وفك عبر ربط. EPM-ز-الفوران قابل للذوبان في decalin (5٪ بالوزن) في 23 درجة مئوية. نفس المواد عبر ربط مع BM غير قابل للذوبان بشكل واضح في ظل نفس الظروف. وقد أظهرت الحرارية العودة إلى الوراء من رد الفعل عبر ربط عن طريق إذابة المنتج خلال 1 ساعة التدفئة إلى 175 درجة مئوية. أخيرا، طريقة عملية لاختبار reworkability المواد هي عن طريق طحن أو قطع المطاط عبر ربط وضغط صب ذلك في 160 درجة مئوية و 100 بار لمدة 30 دقيقة. تم العثور على مواد إعادة تصنيعها مما أدى لديها كثافة عبر الارتباط من 2.0 × 10 -4 ± 2 × 10 -5 مول / سم 3. عندما المطاط EPDM هو لا رجعة فيه عبر ربط مع بيروكسيد، remolding الأجزاء المقطعة في ظل نفس الظروف لا تسفر عن عينة متماسكة (الشكل 4). = &quot;1&quot;&gt; <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/54496/54496fig3.jpg" /> الشكل 3. FT-IR امتصاص الأطياف. أطياف EPM-ز-فوران وDA (دي / إعادة) عبر ربط EPM-ز-الفوران (طبع بإذن من 5). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54496/54496fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.</a> <img alt="الشكل (4)" src="/files/ftp_upload/54496/54496fig4.jpg" /> الشكل 4. إعادة المعالجة عينات المطاط. القضبان عينة من المطاط عبر ربط thermoreversibly وبالكبريت والشفاء بيروكسيد التي يتم عن إعادة تصنيعها في ظل نفس الظروف. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54496/54496fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> يزيد صلابة وشركاتمجموعة ression ينخفض ​​عند الذهاب من غير عبر ربط EPM-ز-MA والسلائف EPM-ز-الفوران إلى DA-عبر ربط EPM-ز-الفوران (الشكل 5). هذا يشير بوضوح إلى تحويل البوليمر لزج إلى شبكة مرنة أن يحدث على عبر ربط. صلابة وضغط مجموعة من عينات إعادة تصنيعها من على التوالي 44 الدعامة A و 5٪ قابلة للمقارنة مع تلك العينات عبر ربط DA الأصلي. كانت صلابة وضغط مجموعة من المطاط EPDM عبر ربط الكبريت وبيروكسيد 60 و 61 الدعامة A و 5٪ و 8٪ على التوالي. على الرغم من أن هذه العينات عبر ربط بشكل لا رجعة فيه على قيم أعلى صلابة، مجموعة ضغط من هو أدنى قليلا إلى العينات عبر ربط DA. استطالة عند الكسر تنخفض عند الذهاب من غير عبر ربط EPM-ز-MA إلى تعديل EPM-ز-الفوران (الشكل 6). ويمكن تفسير هذا الاختلاف من آثار متعاونة للانتظار، conjugatإد مجموعة الفوران 48 منها زيادة صلابة، التراص π الاستقرار ودرجة منخفضة جدا من الراديكالي عبر ربط قد بين الفوران يكون كافيا لتقليل مرونة المطاط إلى حد معين. أظهرت عينات ز الفوران EPM عبر ربط أعلى بكثير الرجوعية الشد وأقل استطالة في كسر القيم مقارنة خاماتها غير عبر ربط. هذه الشد العالية الرجوعية واستطالة منخفضة تدل على المطاط عبر ربط 49، 50 ويبدو أيضا أن المطاط عبر ربط إعادة تدويرها تحتفظ هذه الخصائص المميزة من المطاط عبر ربط، مشيرا إلى أن هذه المطاط عبر ربط ويمكن إعادة تشكيل أو إعادة صياغة ، بغض النظر عن معامل عالية ومنخفضة استطالة. تظهر متوسط ​​منحنيات الإجهاد والانفعال أيضا أن المطاط الحراري عكسية، عبر ربط DA، قبل وبعد المعالجة، والمحاصيل في الضغوط العالية وسلالات أقل من من غير عبر ربط EPM-ز-MA وEPM-ز-فوران السلائف. هذا التمييز هو illustra<html> TIVE لسلوك مختلفة من المطاط عبر ربط وغير عبر ربط كما يتضح من بيروكسيد والكبريت علاجه عينات EPDM. 51، 52 هذه بيروكسيد وتظهر الكبريت علاجه عينات مرجعية لالرجوعية يونغ أعلى قليلا من العابرة DA ربط المطاط على الرغم من أنها قيست أن يكون مماثلة كثافة عبر الارتباط. قوة الشد والاستطالة عند الكسر من العينات عبر ربط DA ومع ذلك، فإن ما لا يقل عن جيد مثل تلك من بيروكسيد والكبريت عينات علاجه. <img alt="الرقم 5" src="/files/ftp_upload/54496/54496fig5.jpg" /> الرقم 5. صلابة ومجموعة ضغط. نتائج المطاط EPDM غير عبر ربط EPM-ز-MA وEPM-ز-الفوران، DA مرتبطة عبر EPM-ز-الفوران وكبريت بشكل لا رجعة فيه وبيروكسيد الشفاء. تمثل أشرطة الخطأ والانحرافات المعيارية (طبع بإذن من 5).تحميل / 54496 / 54496fig5large.jpg &quot;الهدف =&quot; _ فارغة &quot;&gt; الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. <img alt="الشكل (6)" src="/files/ftp_upload/54496/54496fig6.jpg" /> الرقم اختبار 6. الشد نتائج لEPM-ز-MA (1)، EPM-ز-الفوران (2)، DA-عبر ربط EPM-ز-الفوران (3) وإعادة تصنيعها، DA-عبر ربط EPM-ز-فوران (4) جنبا إلى جنب مع كبريت (5) وperoxide- (6) EPDM علاجه. متوسط ​​الرسوم البيانية الإجهاد والانفعال (يسار) ومعامل يونغ المقابلة، وقوة الشد والاستطالة عند الكسر (يمين). تمثل أشرطة الخطأ والانحرافات المعيارية. (طبع بإذن من 5) <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54496/54496fig6large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

Watch this Scientific Journal Video about The Preparation and Properties of Thermo-reversibly Cross-linked Rubber Via Diels-Alder Chemistry at JoVE.com

The Preparation and Properties of Thermo-reversibly Cross-linked Rubber Via Diels-Alder Chemistry

A simple two-step approach involving rubber modification and cross-linking yields fully reworkable, elastic rubber products.

إعداد وخصائص الحرارية عكسية عبر ربط الكيمياء المطاط عن طريق ديلز-ألدر

A method for using Diels Alder thermo-reversible chemistry as cross-linking tool for rubber products is demonstrated. In this work, a commercial ...

the-preparation-properties-thermo-reversibly-cross-linked-rubber-via

Nanyang Technological University

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Organic Chemistry

Chemistry

Unit 1

Dienes, Conjugated Pi Systems, and Pericyclic Reactions

SCIENTISTS IN ACTION

13.5K Views.  University of Groningen. A simple two-step approach involving rubber modification and cross-linking yields fully reworkable, elastic rubber products. 

Video: The Preparation and Properties of Thermo-reversibly Cross-linked Rubber Via Diels-Alder Chemistry

Microwave-assisted Intramolecular Dehydrogenative Diels-Alder Reactions for the Synthesis of Functionalized Naphthalenes/Solvatochromic Dyes

Functionalized naphthalenes have applications in a variety of research fields ranging from the synthesis of natural or biologically active molecules to the preparation of new organic dyes. Although numerous strategies have been reported to access naphthalene scaffolds, many procedures still present limitations in terms of incorporating functionality, which in turn narrows the range of available substrates. The development of versatile methods for direct access to substituted naphthalenes is therefore highly desirable.
The Diels-Alder (DA) cycloaddition reaction is a powerful and attractive method for the formation of saturated and unsaturated ring systems from readily available starting materials. A new microwave-assisted intramolecular dehydrogenative DA reaction of styrenyl derivatives described herein generates a variety of functionalized cyclopenta[b]naphthalenes that could not be prepared using existing synthetic methods. When compared to conventional heating, microwave irradiation accelerates reaction rates, enhances yields, and limits the formation of undesired byproducts.
The utility of this protocol is further demonstrated by the conversion of a DA cycloadduct into a novel solvatochromic fluorescent dye via a Buchwald-Hartwig palladium-catalyzed cross-coupling reaction. Fluorescence spectroscopy, as an informative and sensitive analytical technique, plays a key role in research fields including environmental science, medicine, pharmacology, and cellular biology. Access to a variety of new organic fluorophores provided by the microwave-assisted dehydrogenative DA reaction allows for further advancement in these fields.

Microwave-assisted intramolecular dehydrogenative Diels-Alder (DA) reactions provide concise access to functionalized cyclopenta[b]naphthalene building blocks. The utility of this methodology is demonstrated by one-step conversion of the dehydrogenative DA cycloadducts into novel solvatochromic fluorescent dyes via Buchwald-Hartwig palladium-catalyzed cross-coupling reactions.

بمساعدة الميكروويف داخل الجزيء Dehydrogenative ديلز ألدر، ردود الفعل لتركيب النفثالين Functionalized / الأصباغ Solvatochromic

Functionalized naphthalenes have applications in a variety of research fields ranging from the synthesis of natural or biologically active molecules to ...

Preparation of Hydrophobic Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Perfluoroalkanes for the Removal of Ammonia

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high surface area microporous materials, such as metal-organic frameworks (MOFs), unique challenges present themselves for PECVD treatments. Herein the protocol for development of a MOF that was previously unstable to humid conditions is presented. The protocol describes the synthesis of Cu-BTC (also known as HKUST-1), the treatment of Cu-BTC with PECVD of perfluoroalkanes, the aging of materials under humid conditions, and the subsequent ammonia microbreakthrough experiments on milligram quantities of microporous materials. Cu-BTC has an extremely high surface area (~1,800 m2/g) when compared to most materials or surfaces that have been previously treated by PECVD methods. Parameters such as chamber pressure and treatment time are extremely important to ensure the perfluoroalkane plasma penetrates to and reacts with the inner MOF surfaces. Furthermore, the protocol for ammonia microbreakthrough experiments set forth here can be utilized for a variety of test gases and microporous materials.

Herein the procedures for plasma enhanced chemical vapor deposition of perfluoroalkanes on microporous materials such as metal-organic frameworks to enhance their stability and hydrophobicity are described. Furthermore, breakthrough testing of milligram quantities of samples is described in detail.

إعداد أطر مسعور المعدنية العضوية عبر البلازما المحسن ترسيب الأبخرة الكيميائية من Perfluoroalkanes لإزالة الأمونيا

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high ...

Preparation and Use of Carbonyl-decorated Carbenes in the Activation of White Phosphorus

Here we present a protocol for the synthesis of two distinct carbonyl-decorated carbenes. Both carbenes can be prepared using nearly identical procedures in multi-gram scale quantities. The goal of this manuscript is to clearly detail how to handle and prepare these unique carbenes such that a synthetic chemist of any skill level can work with them. The two carbenes described are a diamidocarbene (DAC, carbene 1) and a monoamidoaminocarbene (MAAC 2). These carbenes are highly electron-deficient and as such display reactivity profiles that are atypical of more traditional N-heterocyclic carbenes. Additionally, these two carbenes only differ in their electrophilic character and not their steric parameters, making them ideal for studying how carbene electronics influence reactivity. To demonstrate this phenomenon, we are also describing the activation of white phosphorus (P4) using these carbenes. Depending on the carbene used, two very different phosphorus-containing compounds can be isolated. When the DAC 1 is used, a tris(phosphaalkenyl)phosphane can be isolated as the exclusive product. Remarkably however, when MAAC 2 is added to P4 under identical reaction conditions, an unexpected carbene-supported P8&#160;allotrope of phosphorus is isolated exclusively. Mechanistic studies demonstrate that this carbene-supported P8allotrope forms via a [2+2] cycloaddition dimerization of a transient diphosphene which has been trapped by treatment with 2,3-dimethyl-1,3-butadiene.

Here, we present a protocol for the synthesis of two carbonyl-decorated carbenes. The protocol makes these interesting compounds readily available to chemists of all skill levels. In addition to the synthesis of these two carbenes, their use in the activation of white phosphorus is also described.

إعداد واستخدام Carbenes الكربونيل زينت في تفعيل الفسفور الأبيض

Here we present a protocol for the synthesis of two distinct carbonyl-decorated carbenes. Both carbenes can be prepared using nearly identical procedures ...

Facile and Efficient Preparation of Tri-component Fluorescent Glycopolymers via RAFT-controlled Polymerization

Synthetic glycopolymers are instrumental and versatile tools used in various biochemical and biomedical research fields. An example of a facile and efficient synthesis of well-controlled fluorescent statistical glycopolymers using reversible addition-fragmentation chain-transfer (RAFT)-based polymerization is demonstrated. The synthesis starts with the preparation of &#946;-galactose-containing glycomonomer 2-lactobionamidoethyl methacrylamide obtained by reaction of lactobionolactone and N-(2-aminoethyl) methacrylamide (AEMA). 2-Gluconamidoethyl methacrylamide (GAEMA) is used as a structural analog lacking a terminal &#946;-galactoside. The following RAFT-mediated copolymerization reaction involves three different monomers: N-(2-hydroxyethyl) acrylamide as spacer, AEMA as target for further fluorescence labeling, and the glycomonomers. Tolerant of aqueous systems, the RAFT agent used in the reaction is (4-cyanopentanoic acid)-4-dithiobenzoate. Low dispersities (&#8804;1.32), predictable copolymer compositions, and high reproducibility of the polymerizations were observed among the products. Fluorescent polymers are obtained by modifying the glycopolymers with carboxyfluorescein succinimidyl ester targeting the primary amine functional groups on AEMA. Lectin-binding specificities of the resulting glycopolymers are verified by testing with corresponding agarose beads coated with specific glycoepitope recognizing lectins. Because of the ease of the synthesis, the tight control of the product compositions and the good reproducibility of the reaction, this protocol can be translated towards preparation of other RAFT-based glycopolymers with specific structures and compositions, as desired.

An efficient, three-step synthesis of RAFT-based fluorescent glycopolymers, consisting of glycomonomer preparation, copolymerization, and post-modification, is demonstrated. This protocol can be used to prepare RAFT-based statistical glycopolymers with desired structures.

إعداد سطحي والفعال للGlycopolymers نيون ثلاثي مكون عبر تسيطر عليها RAFT البلمرة

Synthetic glycopolymers are instrumental and versatile tools used in various biochemical and biomedical research fields. An example of a facile and ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the development of antibody drug conjugates (ADCs) and nanomedicine, fluorescent microscopy and systems chemistry. For many of these applications, specificity of the bioconjugation method used is of prime concern. The Michael addition of maleimides with cysteine(s) on the target proteins is highly selective and proceeds rapidly under mild conditions, making it one of the most popular methods for protein bioconjugation.
We demonstrate here the modification of the only surface-accessible cysteine residue on yeast cytochrome c with a ruthenium(II) bisterpyridine maleimide. The protein bioconjugation is verified by gel electrophoresis and purified by aqueous-based fast protein liquid chromatography in 27% yield of isolated protein material. Structural characterization with MALDI-TOF MS and UV-Vis is then used to verify that the bioconjugation is successful. The protocol shown here is easily applicable to other cysteine - maleimide coupling of proteins to other proteins, dyes, drugs or polymers.

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

This protocol details the important steps required for the bioconjugation of a cysteine containing protein to a maleimide, including reagent purification, reaction conditions, bioconjugate purification and bioconjugate characterization.

تخليق البروتين Bioconjugates<em&gt; عبر</em&gt; سيستين-maleimide الكيمياء

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

Preparation of Chitosan-based Injectable Hydrogels and Its Application in 3D Cell Culture

The protocol presents a facile, efficient, and versatile method to prepare chitosan-based hydrogels using dynamic imine chemistry. The hydrogel is prepared by mixing solutions of glycol chitosan with a synthesized benzaldehyde terminated polymer gelator, and hydrogels are efficiently obtained in several minutes at room temperature. By varying ratios between glycol chitosan, polymer gelator, and water contents, versatile hydrogels with different gelation times and stiffness are obtained. When damaged, the hydrogel can recover its appearances and modulus, due to the reversibility of the dynamic imine bonds as crosslinkages. This self-healable property enables the hydrogel to be injectable since it can be self-healed from squeezed pieces to an integral bulk hydrogel after the injection process. The hydrogel is also multi-responsive to many bio-active stimuli due to different equilibration statuses of the dynamic imine bonds. This hydrogel was confirmed as bio-compatible, and L929 mouse fibroblast cells were embedded following standard procedures and the cell proliferation was easily assessed by a 3D cell cultivation process. The hydrogel can offer an adjustable platform for different research where a physiological mimic of a 3D environment for cells is profited. Along with its multi-responsive, self-healable, and injectable properties, the hydrogels can potentially be applied as multiple carriers for drugs and cells in future bio-medical applications.

Here we describe a facile preparation of chitosan-based injectable hydrogels using dynamic imine chemistry. Methods to adjust the hydrogel&#8217;s mechanical strength and its application in 3D cell culture are presented.

إعداد المستندة إلى الشيتوزان الهلاميات المائية القابلة للحقن وتطبيقه في ثقافة الخلية 3D

The protocol presents a facile, efficient, and versatile method to prepare chitosan-based hydrogels using dynamic imine chemistry. The hydrogel is ...

Determination of Thermodynamic Properties of Alkaline Earth-liquid Metal Alloys Using the Electromotive Force Technique

A novel electrochemical cell based on a CaF2 solid-state electrolyte has been developed to measure the electromotive force (emf) of binary alkaline earth-liquid metal alloys as functions of both composition and temperature in order to acquire thermodynamic data. The cell consists of a chemically stable solid-state CaF2-AF2 electrolyte (where A is the alkaline-earth element such as Ca, Sr, or Ba), with binary A-B alloy (where B is the liquid metal such as Bi or Sb) working electrodes, and a pure A metal reference electrode. Emf data are collected over a temperature range of 723 K to 1,123 K in 25 K increments for multiple alloy compositions per experiment and the results are analyzed to yield activity values, phase transition temperatures, and partial molar entropies/enthalpies for each composition.

This protocol describes the measurement of the electromotive force of alkaline-earth elements in liquid metal alloys at high temperatures (723-1,123 K) to determine their thermodynamic properties, including activity, partial molar entropy, partial molar enthalpy, and phase transition temperatures, over a wide composition range.

تحديد الخواص الحرارية للسبائك المعدنية الأرض قلوية السائل باستخدام تقنية القوة الدافعة الكهربائية

A novel electrochemical cell based on a CaF2 solid-state electrolyte has been developed to measure the electromotive force (emf) of binary alkaline ...

Preparation of Stable Bicyclic Aziridinium Ions and Their Ring-Opening for the Synthesis of Azaheterocycles

Bicyclic aziridinium ions were generated by the removal of an appropriate leaving group through internal nucleophilic attack by nitrogen atom in the aziridine ring. The utility of bicyclic aziridinium ions, specifically 1-azoniabicyclo[3.1.0]hexane and 1-azoniabicyclo[4.1.0]heptane tosylate highlighted in the aziridine ring openings by the nucleophile with the release of the ring strain to yield the corresponding ring-expanded azaheterocycles such as pyrrolidine, piperidine and azepane with diverse substituents on the ring in regio- and stereospecific manner. Herein, we report a simple and convenient method for the preparation of the stable 1-azabicyclo[4.1.0]heptane tosylate followed by selective ring opening via a nucleophilic attack either at the bridge or at the bridgehead carbon to yield piperidine and azepane rings, respectively. This synthetic strategy allowed us to prepare biologically active natural products containing piperidine and azepane motif including sedamine, allosedamine, fagomine and balanol in highly efficient manner.

Bicyclic aziridinium ions such as 1-azoniabicyclo[4.1.0]heptane tosylate were generated from 2-[4-tolenesulfonyloxybutyl]aziridine, which was utilized for the preparation of substituted piperidines and azepanes via regio- and stereospecific ring-expansion with various nucleophiles. This highly efficient protocol allowed us to prepare diverse azaheterocycles including natural products such as fagomine, febrifugine analogue and balanol.

إعداد أيونات أزيريدينيوم تربين مستقرة وعلى فتح الحلقة لتوليف أزاهيتيروسيكليس

Bicyclic aziridinium ions were generated by the removal of an appropriate leaving group through internal nucleophilic attack by nitrogen atom in the ...

Disentangling High Strength Copolymer Aramid Fibers to Enable the Determination of Their Mechanical Properties

Traditionally, soft body armor has been made from poly(p-phenylene terephthalamide) (PPTA) and ultra-high molecular weight polyethylene. However, to diversify the fiber choices in the United States body armor market, copolymer fibers based on the combination of 5-amino-2-(p-aminophenyl) benzimidazole (PBIA) and the more conventional PPTA were introduced. Little is known regarding the long-term stability of these fibers, but as condensation polymers, they are expected to have potential sensitivity to moisture and humidity. Therefore, characterizing the strength of the materials and understanding their vulnerability to environmental conditions is important for evaluating their use lifetime in safety applications. Ballistic resistance and other critical structural properties of these fibers are predicated on their strength. To accurately determine the strength of the individual fibers, it is necessary to disentangle them from the yarn without introducing any damage. Three aramid-based copolymer fibers were selected for the study. The fibers were washed with acetone followed by methanol to remove an organic coating that held the individual fibers in each yarn bundle together. This coating makes it difficult to separate single fibers from the yarn bundle for mechanical testing without damaging the fibers and affecting their strength. After washing, fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy was performed on both washed and unwashed samples and the results were compared. This experiment has shown that there are no significant variations in the spectra of poly(p-phenylene-benzimidazole-terephthalamide-co-p-phenylene terephthalamide) (PBIA-co-PPTA1) and PBIA-co-PPTA3 after washing, and only a small variation in intensity for PBIA. This indicates that the acetone and methanol rinses are not adversely affecting the fibers and causing chemical degradation. Additionally, single fiber tensile testing was performed on the washed fibers to characterize their initial tensile strength and strain to failure, and compare those to other reported values. Iterative procedural development was necessary to find a successful method for performing tensile testing on these fibers.

The primary goal of the study is to develop a protocol to prepare consistent specimens for accurate mechanical testing of high strength copolymer aramid fibers, by removing a coating and disentangling the individual fiber strands without introducing significant chemical or physical degradation.

مقدر ألياف الاراميد كوبوليمر قوة عالية لتمكين تحديد خواصها الميكانيكية

Traditionally, soft body armor has been made from poly(p-phenylene terephthalamide) (PPTA) and ultra-high molecular weight polyethylene. However, to ...

Surface Properties of Synthesized Nanoporous Carbon and Silica Matrices

In this work, we report the synthesis and characterization of ordered nanoporous carbon material (also called ordered mesoporous carbon material [OMC]) with a 4.6 nm pore size, and ordered silica porous matrix, SBA-15, with a 5.3 nm pore size. This work describes the surface properties of nanoporous molecular sieves, their wettability, and the melting behavior of D2O confined in the differently ordered porous materials with similar pore sizes. For this purpose, OMC and SBA-15 with highly ordered nanoporous structures are synthesized via impregnation of the silica matrix by applying a carbon precursor and by the sol-gel method, respectively. The porous structure of investigated systems is characterized by an N2 adsorption-desorption analysis at 77 K. To determine the electrochemical character of the surface of synthesized materials, potentiometric titration measurements are conducted; the obtained results for OMC shows a significant pHpzc shift toward the higher values of pH, relative to SBA-15. This suggests that investigated OMC has surface properties related to oxygen-based functional groups. To describe the surface properties of the materials, the contact angles of liquids penetrating the studied porous beds are also determined. The capillary rise method has confirmed the increased wettability of the silica walls relative to the carbon walls and an influence of the pore roughness on the fluid/wall interactions, which is much more pronounced for silica than for carbon mesopores. We have also studied the melting behavior of D2O confined in OMC and SBA-15 by applying the dielectric method. The results show that the depression of the melting temperature of D2O in the pores of OMC is about 15 K higher relative to the depression of the melting temperature in SBA-15 pores with a comparable 5 nm size. This is caused by the influence of adsorbate/adsorbent interactions of the studied matrices.

Here we report the synthesis and characterization of ordered nanoporous carbon (with a 4.6 nm pore size) and SBA-15 (with a 5.3 nm pore size). The work describes the surface and textural properties of nanoporous molecular sieves, their wettability, and the melting behavior of D2O confined in the materials.

خصائص سطح المركبة نانوبوروس الكربون ومصفوفات السليكا

In this work, we report the synthesis and characterization of ordered nanoporous carbon material (also called ordered mesoporous carbon material [OMC]) ...