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

1. Lastik Modifikasyon <ol><li> adımlarda belirtildiği gibi deney başlamadan önce maleatlanmış EPM (EPM-g-MA, 49 ağırlıkça% etilen, 2,1 ağırlıkça% MA, Mn 50 kg / mol = PDI = 2.0) ve kauçuk furfurilamin (FFA) hazırlayın 1.1.1- 1.1.4. 5 <ol><li> Anhidrid halinde, bu da di-asit dönüştürmek için 175 ° C de bir saat boyunca vakumlu bir fırında EPM-g-MS kuru kauçuk. 11 </li><li> Sıkıştırma kalıbı, 150 ° C&#39;de 10 dakika karıştırıldı ve 100 bar bir sıcak pres 0,1 mm kalınlığında kauçuk film. </li><li> Bir KBr tablet tutucu yerleştirmeden sonra elde edilen filmin bir kızıl ötesi spektrumu kaydedilir. NOT: anhidrid hidrolize da di-asit dönüşüm tamamlandığında, eğer, tipik karboksilik asit pik ( <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCO.jpg" /> = 1710 cm-1) (yok ve karakteristik siklik anhidrit doruğudur <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-asCO.jpg" /> = 1.856 cm-1 </s)&gt; yukarı mevcuttur. 5 </li><li> 2.8 g FFA damıtmak, standart damıtma cam kullanılarak (kaynama noktası = 145 ° C, 28.9 mmol; 3.0 denk EPM-g-MA MA içeriğine göre.) Atmosfer basıncı altında. </li></ol></li><li> EPM-g-MS kauçuk (9.6 mmol MA) 45.0 g ağırlığında ve kuvvetli karıştırma altında, kapalı bir beher içinde, 23 ° C de, 500 ml tetrahidrofuran (THF) içinde eritilerek 10% lastik ağırlık çözeltisi hazırlayın. </li><li> Taze ağırlık olarak% 10 kauçuk çözeltisine FFA damıtılmış 2.8 g ekleyin. </li><li> en az 1 saat boyunca 23 ° C&#39;de kapalı bir sistem içerisinde reaksiyon karışımı karıştırılır. </li><li> Yavaş mekanik karıştırma altında, aseton on kat (5 L) içine dökülerek kolayca büyük cımbız kullanarak çanağından dışan avlanma beyaz parçacıkları polimer ürün elde etmek suretiyle reaksiyon karışımından çökelir. </li><li> (Bu, yaklaşık 1 gün sürer), 35 ° C&#39;de vakumlu bir fırında sabit bir ağırlığa kadar toplanan ürün (EPM-g-furan) kuru. </li><li> Sıkıştırma kalıp sonuçlanan slightly 175 ° C de 10 dakika ve 100 bar bir sıcak pres içinde iki metal plaka arasında bir kalıba Sarımsı ürün imit ürüne ara madde maleamik asit ürününü dönüştürmek. </li><li> makasla küçük parçalar halinde kauçuk sonuçtaki plak (0.05 g) alınmış ve herhangi bir reaksiyona girmemiş FFA çıkarmak için aseton içine daldırılarak yıkayın. </li><li> 0.1 mm kalınlığında bir film haline kalıp sıkıştırma sonra KBr tablet tutucu ürün bir kızıl ötesi spektrumu kaydedilir. 5 NOT: Kalan amid-asit yokluğu 1.530 cm -1 bir tepe yokluğu çıkarılabilir 39 başarılı değişiklik için 40 en açıklayıcı göstergesi neredeyse tamamen kaybolması bulunmaktadır. <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-asCO.jpg" /> 1.856 cm anhidrid -1 görünümünü de <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCO.jpg" /> 1,710 cm -1ve CN den (titreşimi <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCN.jpg" /> = Maleimid 1.378 cm-1). </li><li> (Anhidrit gruplarının C = O simetrik streç titreşim absorbans azalma-furan EPM-g EPM-g-MA reaksiyon dönüşüm belirleyin <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-asCO.jpg" /> Dekonvolüsyon (R2&gt; 0.95) sonra, ikinci ve üçüncü kızılötesi (FT-IR) tepe değeri altında bu alanların entegrasyonu sureti ile = 1.856 cm-1). 5 NOT: metil sallanan titreşim ( <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_rho_ip_CH3.jpg" /> = 723 cm-1), EPM omurgasından menşeli modifikasyonundan sonra değişmeden kalır ve bir dahili referans olarak kullanılabilir. </li><li> Yıkanmış ve kurutulmuş lastik örneklerinde N, C ve H için eleman Analizi (EA) gerçekleştirerek değişiklik dönüşümleri belirleyin. 5 NOT:mol içeriği ölçülen kütle yüzdeleri elde edilebilir. EPM-g-furan molar azot içeriği aşılanmış furan gruba eşittir. -G-EPM EPM: Dönüşüm mol oranı N EPM-g-MS ön (7.69 x 10 -3) olmayan aşılanmış EPM monomerlere MA aşılanmış monomerin molar oranını karşılaştırarak hesaplanır furan örnek. </li><li> Bir kauçuk numunesi üzerine durometre presleme Durometre bütün silindirik yüzeyini kaplayan en az 10 katı Kompresyonla sıkıştırılmış numunelerin Shore A sertliği ölçülür. 5 Not 2 ± 0.1 mm bir kalınlığı olan numuneler, bu testlerde kullanılır. </li><li> (Kopmada) uzama ve genişliği 15 mm bir kelepçe uzunluğu 500 ± 50 mm / dakikalık bir streyn oranı ile genişliğinin yaklaşık 1 mm ve 5 mm numuneler üzerinde çekme testleri gerçekleştirilerek nihai gerilme gücünü ölçer. Ortaya çıkan stres ilk yamacından Young modülü belirlemes-uzama eğrileri. NOT: Her ölçüm için test 10 örnek ve iki yüksek olan aykırı değer ve en düşük değerleri hariç. </li><li> 6 ± 0.1 mm (t = 0) bir kalınlığa ve ilk kalınlığı (T N) ile 3/4 inci metal plakalar arasında 13 ± 0.1 mm bir çapı olan silindirik örnekler sıkıştırarak 23 ° C&#39;ye ayarlanmış sıkıştırma belirlemek 70 saat, onlara ½ saat 50 ° C&#39;de dinlenmek ve kalınlık (t i) ölçmek izin verin. NOT: Sıkıştırma ayar değeri (t 0 -t i) / (t 0 -t n) tespit edilebilir. </li></ol> 2. Diels-Alder çapraz bağlanması ve Yeniden <ol><li> Deneyden önce, bir rapor edilen prosedüre göre didodecylamine ve maleik anhidrit (MA) alifatik bismaleimit (BM) sentezler. 41 </li><li> 40.0 EPM-g-furan kauçuk (8.6 mmol furan içerik) g ve 0.04 g fenolik anti-öküz tartmakidant (oktadesil-1- [3,5-di-tert-butil-4-hidroksifenil] propionat) ve büyük bunları çözülür, 23 ° C de, 500 ml THF ile beher kapatılır. </li><li> Ağırlıkça% 10 çözeltisi ile çanağa (EPM-g-furan furan içeriğine göre 4.3 mmol, 0.5 eşd.) Alifatik bismaleimit 1.48 g ekleyin. </li><li> daha sonra, kapalı bir çanak içinde 50 ° C&#39;de en az 1 saat boyunca, reaksiyon karışımı karıştırılır çözücünün buharlaştırılması için sistemini açmak için kapağı. THF buharlaştırılması bir döner buharlaştırıcı kullanılarak gerçekleştirilebilir. </li><li> 35 ° C&#39;de vakumlu bir fırında sabit bir ağırlığa kadar toplanan ürün kurutun. </li><li> Sıkıştırma kalıbı 175 ° C de 30 dakika karıştırıldı ve 100 bar bir ürün. </li><li> En az üç gün boyunca 50 ° C&#39;de bir fırın içinde saklayarak elde edilen ürün yeniden birleşir. </li><li> makas kullanılarak küçük parçalar halinde lastik (0.05 g) elde edilen plak kesin ve 0.1 mm kalınlığında f halinde reaksiyona girmemiş bileşenleri ve bir sıkıştırma kalıbı çıkarmak için aseton içine daldırılarak bunları iyice yıkayınilm. </li><li> 1.9.1 için tarif edildiği gibi, aynı kurulumu kullanılarak, KBr tablet tutucu elde filminin bir kızıl ötesi spektrumu kaydedilir. 5 </li><li> (Furan halkaların KOK simetrik streç titreşim göreli azalma çapraz bağlama dönüşüm belirleyin <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCOC.jpg" /> 1.10 tarif edildiği gibi = 1.013 cm-1). 5 </li><li> Yıkanmış ve kurutulmuş lastik örneklerinde N, C ve H EA gerçekleştirerek çapraz bağlama dönüşüm belirleyin. 5 </li><li> Shore A sertliği, Young modülü, kopma uzaması, 1.12-14 tarif edildiği gibi aynı şekilde, 23 ° C&#39;ye ayarlanmış nihai çekme mukavemeti ve sıkıştırma belirler. </li><li> Makas kullanarak küçük parçalar halinde kesilerek test sonrasında örnekleri işleyemeyiz ve aynı boyutlara sahip yeni, homojen örneklerin içine aynı koşullar altında bu kalıp sıkıştırma (50 mm 3 ±). </li></ol><ol><li> 70 ° C&#39;ye kadar bir iç parti mikseri ısıtın ve 50 rpm&#39;de döndürün sağlar. NOT: Azot çapraz bağlama süreçlerinin daha iyi kontrol sağlar odasını basması ile bir ilk klima adım. </li><li> % 70 dolgu faktörü ulaşmak ve homojen bir eriyik elde etmek üzere, 2 dakika boyunca karıştırın iç partili mikserde ENB-EPDM (48 ağırlık%, etilen, 5,5 ağırlık% ENB) 18.1 g besleyin. </li><li> Peroksit di (tert-butilperoksi-izopropil) benzen) ya da bir% 80 saf, standart, yarı-etkili bir kükürt vulkanizasyon sistemi 1,88 phr 1.25 phr besleme ve 70 ° C&#39;de 3 dakika boyunca kauçuk ile karıştırılır. </li><li> Sıkıştırma kalıbı 175 ° C de 30 dakika karıştırıldı ve bunun tedavisi için 100 bar bir sıcak pres ile sonuçlanan bir bileşik. </li><li> Shore A sertliği, Young modülü, kopma uzaması ve 1.12-14 tarif edildiği gibi aynı şekilde ayarlanır nihai çekme mukavemeti sıkıştırma belirler. </li></ol> 4. Cross-link Yoğunluk Tayini <ol><li> yaklaşık 50 mg ile makas kompresyon kalıplama, çapraz bağlı bir kauçuk parça kesin. <ol><li> Hassas (0 W) 20 ml bir cam şişe içinde ağırlık kauçuk numunenin başlangıç ​​ağırlığı belirlemek. </li><li> dekalin 15 ml tartılır kauçuk daldırın. </li></ol></li><li> ağırlığı artık artmaz ve denge şişme (yaklaşık 3 gün) ulaşıncaya kadar kauçuk dekalin içinde şişer edelim. </li><li> Dikkatle şişenin dışına şişmiş örnek almak ve dikkatle sıkma olmadan yüzeyden herhangi çözücüyü kaldırmak için bir kağıt mendille yüzeyi hafifçe sürün. </li><li> (1 W), yeni bir numune şişesine şişmiş lastik örnek tartılır. </li><li> Sabit bir ağırlık elde edilene kadar 80 ° C&#39;de bir vakum fırın içinde kabarmış numune kurutun ve (2W) numunenin kuru ağırlığının belirlenmesi. </li><li> 2 / x 100 0 W% W gelen jel içeriği elde </li><li> çapraz belirleyinbağlantı yoğunluğu ([XLD] mol / cm3) Flory-Rehner denklem 42, 43 ile, [XLD] = (ln (1-R v) + V R + χV R2) / (2V S (0.5V R V S bir çözücü (dekalin molar hacmi ile V R 1/3)): 23 ° C de 154 ml / mol), χ etkileşim parametresi (dekalin-EPDM: 0.121 + 0.278V R 44) ve R v 860 kg / m3 olan yoğunluklarda (ρ) 2 / (2 K + (1 -W 2) ρ ∙ B EPM-g-furan / ρ dekalin) W, tespit edilebilir, kabarmış numune kauçuk hacim oranı sırasıyla, EPM-g-furan ve 896 kg / dekalin m 3,. </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.

Bir ticari EPM-g-MA kauçuk termo-geri dönüşümlü olarak çapraz bağlı basit bir iki aşamalı bir yaklaşım oldu. maleatlanmış kauçuk ilk lastik omurgası üzerine furan grupları greft FFA ile modifiye edildi. Ortaya çıkan bekleyen furan Diels-Alder dienler olarak reaktivite gösterirler. Bir alifatik BM iki furan kısımları arasında bir termo-geri bir köprü ile sonuçlanan çapraz bağlantı maddesi olarak kullanılmıştır. Her iki reaksiyon kızılötesi spektroskopi, element analizine göre iyi bir dönüşüm (&gt;% 80) ile başarılı olmuştur. Çapraz bağlanma, şişme ve çözünürlük testleri,% 100 bir jel içeriği elde ile gösterilmiştir. açıklanan protokol başarılı yürütülmesi için, tek tek bileşenleri özenle hazırlanmış çok önemlidir. Ne yazık ki, burada tarif edilen yöntemin yararlanarak reworkable kauçukların hazırlanması büyük miktarlarda kolayca yükseltme izin vermez. Bu reworkable kauçuk ürününün hazırlanması başka hiçbir yöntemler olmasına rağmen desKamuya açık olan literatürde açıklanan şekilde, EPM lastik üzerine maleik anhidrit iyi bilinen serbest radikal aşılama ile bir analoji bu açıdan çizilebilir. kauçuğun 32 Erime modifikasyonu bir çözücü, ara arıtma ya gerektirmeyen umut verici bir alternatif adımları kurutma ve eriyik mikserler veya ekstrüderler gibi ticari ekipman üzerinde çalıştırılabilir. Böyle bir reworkable lastik üretimi çok daha fazla zaman ve eritme işlemleri yoluyla yürütülecek olsaydı verimli mal olacak. Öte yandan, tarif edilen yöntem, reaksiyonun daha fazla kontrol ve daha iyi tanımlanmış, son ürün için izin verir. Reworkable kauçuklar ve diğer geri dönüşüm yaklaşımları (örneğin, devulkanızasyon) doğru akım yaklaşımı arasında karşılaştırma daha genel bir düzeyde, malzemelerin önce çapraz bağlanma ve oluşan çapraz bağlar görece başarısız olduğu değiştirilmesi gerektiğini belirtmek gerekir düşük sıcaklıklar (&gt; 180%). Bununla birlikte, bu yaklaşımdevulkanize kauçuklar geri dönüşümlü ciddi bakire bileşenlerle birlikte birkaç yüzdelerin yeniden kullanımı kadar sınırlı ise bir &quot;beşikten beşiği&quot; geri dönüşümlü kauçuk ürünün üretimi için izin vermez. 54, 55 çapraz bağlantı yoğunlukları kabarma testlerinden tespit karşılık gelir FT-IR ve EA belirlenen DA EPM-g-furan çapraz bağlanır. Elde edilen değerler, literatürde rapor edilen gevşek çapraz bağlanmış, lastik ağlar için karakteristiktir ve sülfür peroksit ile sertleştirilen EPDM sakızlar (1-5 x 10 -4 mol / cm3) tipik çapraz bağ yoğunlukları karşılık gelmektedir. 53, cinsiyet 54 DA çapraz bağlanmış örneklerin çapraz bağ yoğunluğu özelliklerinin karşılaştırılması için izin kükürt- ve peroksit kürlenen EPDM referansların kişilerce karşılaştırılabilir. Son olarak, Shore A sertliği, Young&#39;s modülü, kopma uzaması, nihai çekme mukavemeti ve sıkıştırma Tüm Indicat ayarlamakBM ilave edilmesi üzerine, bir elastik lastik ağı içine viskoz bir polimer dönüşümü e. Bu mekanik özellikler sülfür-ve peroksit kür referanslar numune karşılık gelir ve termo-geri çevrilebilir çapraz bağlı kauçuk hazırlama işlemi tamamlandıktan sonra muhafaza edildi. malzemenin yeniden işleme özelliklerinin önemli bir kayıp olmadan en fazla 5 kez gerçekleştirilmiştir. Sunulan sonuçlar lastik geri dönüşüm araç kutusunu tamamlar Diels-Alder reaksiyonu, bir (Retro) üzerinden (EPM) kauçuk (geri dönüşümlü) çapraz bağlanması için yeni bir rota sağlarlar. Onlar kauçuk ürünleri çeşitli tür çapraz bağlama stratejileri (ve bunlar entail geri dönüşüm) uygulanması doğru yol açmıştı.

Kükürt vulkanizasyon ve peroksit kür halen eriyik yeniden işleme önlemek geri dönüşü olmayan kimyasal çapraz bağlarını veren kauçuk sektöründe ana sanayi çapraz bağlama teknikleri vardır. 1, yaklaşımı 2 A &#39;beşiğe beşiği&#39; çapraz bağlı kauçuklar geri dönüşüm için bir malzeme gerektirir yüksek sıcaklıklarda, bir termoplastik işlenebilirlik ve tam bir geri dönüşüm yaparken, hizmet koşullarında kalıcı çapraz bağlanmış benzer kauçuklar davranır. Böyle geri dönüşüm elde etmek için bir yaklaşım (gelecek endüstriyel uygulamalar açısından en uygun) sıcaklık gibi dış uyaranlara cevap tersinir çapraz bağlantıları ile lastik ağları kullanır. 3-5 nispeten düşük hizmet bu çapraz bağların oluşumunu (orijinal olmayan çapraz bağlı bileşimin işleme sıcaklığına benzer), yüksek sıcaklıklarda klivaj r sağlarken sıcaklık, lastik iyi mekanik özellikler için gereklidirmalzemenin eCycling. Bazı özel maddeler, tersine çevrilebilir şekilde transesterifikasyon reaksiyonları yoluyla hemen dondurma polikondansasyon reaksiyonları 6 üzerinden ya da sözde geri ağ topolojisi sözde dinamik kovalent ağları kullanarak çapraz-bağlanmış. 7-9, bu yaklaşımların dezavantajı tasarlama gerekliliğidir olabilir ve zaten istenen özelliklere sahip mevcut ticari kauçuklar değiştirerek yerine yeni polimerlerin sentezlenmesi. Teknikleri termo-geri dönüşümlü olarak çapraz bağ lastikleri gibi termo-aktive disülfit düzenlenmeleri yoluyla hidrojen bağı, iyonik etkileşimler ve kovalent bağ içerir. 10-13 Son zamanlarda, termo-geri dönüşümlü çapraz bağlama Diels-Alder üzerinden (DA) kimya geliştirilmiştir. 14 -21 DA kimya polimerlerin geniş bir uygulanan ve DA reaksiyonu nispeten hızlı kinetik ve ılımlı reaksiyon koşulları sağlayan, özellikle de popüler bir seçim temsil edilebilir. 17, 22-24 ThEIR düşük bağlantı ve yüksek ayrıştırma sıcaklıkları geri dönüşümlü polimer çapraz bağlama için furan ve maleimid mükemmel aday olun. 18-20, 25-28 Bu çalışmanın amacı, endüstriyel kauçuk ürünü (Şekil 1) için bir termo-geri dönüşümlü çapraz bağlama aracı olarak DA kimya kullanımı için bir yöntem sağlamaktır. 5 İlk olarak, örneğin etilen, doymuş bir hidrokarbon elastomerleri, reaktivitesi / propilen kauçukları (EPM), arttırılmalıdır. Bu kolaylaştıran bir ticari anlamda ilgili, örneğin maleik anhidrit (MA) peroksit ile başlatılan serbest radikal aşılama olan. İkinci olarak, bir furan grubu kolye anhidrid içine furfurilamin (FFA) sokulmasıyla bir maleatlanmış EPM kauçuk üzerinde tapa edilebilir 29-34 bir imid oluşturulması için. 35, 36 son olarak, bu şekilde lastik omurgasına bağlı furan parçaları daha sonra bir elektron açısından zengin bir dien gibi ısı geri dA kimya katılabilir. 25, 37, elektron-POya da bis-maleimid (BM), bu çapraz bağlama reaksiyonu için uygun bir dienophile olan. 19, 26, 38 <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/54496/54496fig1.jpg" /> Şekil 1. Reaksiyon Şeması. Furan aşılama ve (5 izniyle) EPM-g-MA kauçuğun bismaleimit çapraz bağlama. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54496/54496fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</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

kauçuk çapraz bağlama aracı olarak Diels Alder termo-tersinir kimyası kullanılarak için bir yöntem gösterilmiştir. Bu çalışmada, maleik anhidrid ile aşılanmış bir ticari bir etilen-propilen kauçuk, termo-geri çevrilebilir şekilde iki adımda çapraz bağlıdır. bekleyen anhidrit kısımları ilk kauçuk omurgasına furan grupları greft furfurilamin ile değiştirilir. Bu askılı furan grupları daha sonra, bir Diels-Alder birleştirme reaksiyonu vasıtasıyla, bir bis-maleimid çapraz bağlanmış. Her iki reaksiyon deney koşulları geniş bir aralığı altında gerçekleştirilebilir ve kolay büyük ölçekte uygulanabilir. Elde edilen Diels-Alder çapraz-bağlanmış kauçuk malzeme özellikleri bir peroksit kürlenen etilen / propilen / dien kauçuk (EPDM) referans benzerdir. çapraz bağlantılar retro-Diels Alder reaksiyonu ile (&gt; 150 ° C) yüksek sıcaklıklarda bozulabilir ve daha düşük sıcaklıklarda ısıl tavlama (50-70 ° C) yeniden edilebilir. Sistemin reversibilite zekâ kanıtlanmıştırh kızılötesi spektroskopi, çözünürlük testleri ve mekanik özellikleri. Malzemenin devri daim aynı zamanda, geleneksel olarak çapraz-bağlanmış kauçuk mümkün değildir benzer mekanik özelliklere yeniye örnekleri içine kalıplama küçük parçalar ve sıkıştırma bir çapraz bağlı örnek keserek, yani pratik bir şekilde gösterilmiştir.

EPM-g-furan ve çapraz bağlama bismaleimit ile yapılan EPM-g-MS başarılı bir şekilde modifikasyonu kızıl ötesi spektrometresi (FTIR) (Şekil 2) Fourier dönüşüm ile gösterilmiştir. EPM-g-furan üründe furan grupların varlığı CC alifatik uzanan tepe bölme (anlaşılacağı <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCC.jpg" /> = 1.050 cm-1) iki furan zirveleri içine ( <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-asCOC.jpg" /> = 1.073 cm-1 ve <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCOC.jpg" /> = 1.013 cm-1), C = C-furan germe titreşim görünümü ( <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCC.jpg" /> = 1.504 cm-1) ve 599 cm -1. 15, 37, 37 1436 ve 1345 cm doruklarına uzanan furan halkası -1 olamıyoruz o da deformasyon titreşimOnlar 1450 cm -1 ve 1350 cm -1. 15 BM birleştirilmesi lastik omurgasının büyük örtüşen CH 2 -vibrations tarafından gizli olarak bserved görünümünü çıkarılabilir <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_delta_ip_DAring.jpg" /> -1 ve karakteristik süksinimit bantları 1.190 cm (en <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCNC.jpg" /> = 1.385 cm-1, <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_delta_ip_HNC.jpg" /> = 1.311 cm-1 ve <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_delta_asoop_OCN.jpg" /> = 620 cm-1). 45, 46 furan-ilgili emme ( <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCOC.jpg" /> ) Çapraz bağlı ve buna uygun olarak azalır <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54496/54496eq_v-sCO.jpg" /> 1.770 cm civarında bir ikinci absorpsiyon sonucu karbonil bandı artar -1<html> bu siklo kaynaklanan süksinimid halkasına bağlanmaktadır. 25 Kılıfın FTIR ve element analizi modifikasyonu ve çapraz bağlama dönüşümleri (Tablo 1) belirlemek için kullanıldı. FT-IR, EA dönüşüm çapraz bağ yoğunluğu belirlemek için kullanıldı DA EPM-g-furan / cm3 1,8 x 10 -4 ± 3 x 10 -5 mol olduğu bulunmuştur çapraz bağlanır. Testleri (protokol 4) şişirmek göre, tüm çapraz bağlanmış örneklerinin jel içeriği yaklaşık olarak% 100 ve DA çapraz bağlı EPM-g-furan çapraz bağ yoğunluğu x 10 x 10 -4 ± 2 2.1 oldu - 5 mol / cm3. Kükürt ve peroksit kürlenen EPDM referans sistemleri çapraz bağ yoğunlukları, sırasıyla 1.7 x 10 -4 ± 6 x 10 6 ve 1.8 x 10 -4 ± 8 x 10 -6 mol / cm3, sırasıyla bulunmuştur . t &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/54496/54496fig2.jpg" /> . Sol Şekil 2. FT-IR absorpsiyon spektrumları Spektrumu: EPM-g-MS (kırmızı) ve EPM-g-furan (siyah) değiştirilmiş ve sağ: olmayan çapraz bağlı EPM-g-furan (siyah) ve Diels-Alder EPM-g-furan (5 izniyle) (mavi) çapraz bağlı. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54496/54496fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td><td> ağırlık olarak% K </td><td> ağırlık olarak% Cı </td><td> ağırlık olarak% H </td><td> FT-IR, dönüşüm (%) </td><td> EA dönüşüm (%) </td></tr><tr><td> EPM-g-MA </td><td> &lt;0.01 </td><td> 84.7 </td><td> 14.3 </td><td></td><td> - </td></tr><tr><td> EPM-g-furan </td><td> 0.3 </td><td> 84.8 </td><td> 14.2 </td><td> 96 </td><td> 93 </td></tr><tr><td> DA çapraz bağlanmış EPM-g-furan </td><td> 0.4 </td><td> 84.2 </td><td> 14 </td><td> 72 </td><td> 80 </td></tr></tbody></table> Tablo 1. Reaksiyon dönüşümleri. Elemental Analiz ve FT-IR sonuçları (5 izni ile uyarlanmıştır). DA çapraz bağlanmış EPM-g-furan ürünün de-çapraz bağlama iletimi FT-IR (Şekil 3) takip etmiştir. Örneğin, sırasıyla 1.504 ve 1.013 cm-1 50 ° C &#39;de termal tavlama üzerine bir azalma ve 175 ° C de bir sıkıştırma kalıplamadan sonra artar bazı karakteristik furan tepe. Bu çapraz-bağlama ve de-çapraz bağlama aşılanmış furan gruplar arasında tersinir bir DA reaksiyonu vasıtasıyla gerçekleşir belirtirve katma BM çapraz bağlama maddeleri. 47 Çözünürlük testleri çapraz bağlanması ve de-çapraz bağlanma etkilerini gözlemlemek için daha pratik bir yöntem. EPM-g-furan, 23 ° C &#39;de dekalin (ağırlık bakımından% 5) içinde çözünür. çapraz bağlı, aynı malzeme BM ile aynı koşullar altında açık bir şekilde çözünmez. Çapraz bağlama reaksiyonu Termo tersinirlik 175 ° C&#39;ye kadar ısıtma, 1 saat boyunca çözünmesi ile gösterilmiştir. Son olarak, materyalin reworkability test pratik bir şekilde taşlama ya da çapraz-bağlanmış kauçuk kesme ve sıkıştırma 160 ° C ve 30 dakika süre ile 100 bar kalıplarla gereğidir. Elde edilen yeniden işlenmiş malzeme, 2.0 x 10 -4 ± 2 x 10 -5 mol / cm3 bir çapraz bağ yoğunluğuna sahip olduğu bulunmuştur. EPDM kauçuk tersinmez olduğu zaman tutarlı bir örnek (Şekil 4) elde etmez, aynı koşullar altında kesilmiş parçalar remolding, peroksit ile çapraz bağlanır. Şekil 3. FT-IR absorpsiyon spektrumları. EPM-g-furan ve DA (de / yeniden) Spectra çapraz bağlı EPM-g-furan (5 izniyle). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54496/54496fig3large.jpg" target="_blank">Tıklayınız Bu daha büyük bir versiyonunu görmek için rakam.</a> <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/54496/54496fig4.jpg" /> Şekil 4. Yeniden İşleme kauçuk örnekleri. Hepsi aynı koşullar altında işlenmesi edilir thermoreversibly çapraz bağlanmış ve kükürt ve peroksit-tedavi kauçuklar örnek barlar. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54496/54496fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> sertlik artar ve aboneDA çapraz bağlanmış EPM-g-furan (Şekil 5) olmayan çapraz bağlı EPM-g-MA ve EPM-g-furan öncülerden geçerken dışarı yansıması grubu azalır. Bu durum, çapraz-bağlanma üzerine oluşur elastik ağ içine viskoz bir polimer dönüşümü gösterir. sırasıyla, 44 Shore A ve% 5 arasında yeniden işlenmiş Numunelerin sertliği ve sıkıştırma grubu, orijinal DA çapraz bağlı numune ile karşılaştırılabilir. Kükürt ve peroksit çapraz bağlı EPDM kauçukları sertlik ve sıkıştırma ayarı, sırasıyla 60 ve 61 Shore A ve% 5 ve% 8 idi. Bu geri dönülmez çapraz bağlı numuneler yüksek sertlik değerlerine sahip olmakla birlikte, bunların sıkıştırma ayarı DA çapraz bağlı örnekleri biraz geridedir. Değiştirilmiş EPM-g-furan (Şekil 6) olmayan çapraz bağlı EPM-g-MA geçerken kırılma noktasındaki uzama azaltır. Bu fark bekleyen, conjugat sinerjik etkileri ile açıklanabilirfuran grupları ed. 48 artmış sertlik, π istifleme sabitleme ve çok düşük bir derecede kökü çapraz bağlama furanlar arasında belli bir ölçüde kauçuk elastikiyetini azaltmak için yeterli olabilir. çapraz-bağlanmış EPM-g-furan örnekleri önemli ölçüde daha yüksek gerilme modülüne ve olmayan çapraz bağlı ön-maddeleri ile karşılaştırıldığında kırılma değerleri daha düşük uzama gösterir. Bu yüksek gerilme modülleri ve düşük uzama çapraz bağlı kauçuk için gösterge bulunmaktadır. 49, 50 aynı zamanda geri dönüşümlü çapraz bağlanmış kauçuk Bu çapraz-bağlanmış kauçuk yeniden şekillendirilmiş veya yeniden olduğunu belirten, çapraz-bağlanmış kauçuk bu karakteristik özelliklerini koruyan görünür ne olursa olsun yüksek modüllü ve düşük uzama. ortalama gerilme-uzama eğrileri de göstermektedir termo-geri çevrilebilir DA çapraz bağlı kauçuk önce ve hazırlama işlemi tamamlandıktan sonra, yüksek gerilimlerde ve daha düşük deformasyonlardaki verimler olmayan çapraz bağlı EPM-g-MS ve EPM-g-furan olduğu ön. Bu ayrım gösterime olduğunu<html> peroksit ve kükürt vulkanize EPDM örnekleri ile gösterildiği gibi, 51. çapraz bağlı ve çapraz bağlı farklı lastik davranışı için 52 Bu peroksit tive ve kükürt vulkanize referans örnekleri DA çapraz biraz daha yüksek bir Young modülüne sahip gibi görünmektedir bunlar benzer çapraz bağ yoğunlukları var ölçüldü olsa lastikleri bağlantılı. Ancak DA çapraz bağlanmış numunelerin kopmada gerilme mukavemeti ve uzama, en az peroksit ve kükürt kürlenmiş örnekler, bu kadar iyidir. <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/54496/54496fig5.jpg" /> Şekil 5. Sertlik ve sıkıştırma ayarı. Olmayan çapraz bağlı EPM-g-MS ve EPM-g-furan DA çapraz bağlı EPM-g-furan ve değiştirilemez şekilde kükürt ve peroksit kürlenen EPDM kauçuklar için sonuçlar. Hata çubukları (5 izniyle) standart sapma gösterir.yük / 54496 / 54496fig5large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız. <img alt="Şekil 6," src="/files/ftp_upload/54496/54496fig6.jpg" /> Şekil 6. Çekme testi. Sonuçlar EPM-g-MS (1), EPM-g-furan (2) DA çapraz bağlı EPM-g-furan (3) ve yeniden işlenmiş DA çapraz bağlı EPM-g-furan (4) birlikte Kükürt (5) ve peroksidik (6) tedavi EPDM. Medyan gerilme-uzama grafikleri (solda) ve karşılık gelen Young modülü, mola (sağ) çekme mukavemeti ve uzama. Hata çubukları standart sapmaları temsil etmektedir. (5 izni ile yayımlanmaktadır) <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54496/54496fig6large.jpg" target="_blank">bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</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.

Termo-tersinir Çapraz bağlı Lastik Via Diels-Alder Kimya hazırlanması ve Özellikleri

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 Görüntüleme.  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.

Fonksiyonlu naftalenlerin / Solvatochromic Boyaların Sentez için Mikrodalga-destekli Moleküliçi Dehydrogenative Diels-Alder Reaksiyonları

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

Kimya

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.

Plazma ile Hidrofobik Metal-Organik Altyapıları hazırlanması Amonyak Kaldırma için perfluorobütanlar Kimyasal Buhar Kaplama Geliştirilmiş

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.

Beyaz Fosfor harekete geçirmek Karbonil dekore Karbenlerin hazırlanması ve kullanımı

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.

RAFT kontrollü Polimerizasyon yoluyla Tri-bileşenli Floresan Glycopolymers uyduruk ve Etkin Hazırlık

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.

Protein Bioconjugatlar sentezi<em&gt; yoluyla</em&gt; Sistein-maleimid Kimya

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.

Kitosan-esaslı enjekte edilebilir Hydrogels ve kendi uygulamasında 3D hücre kültürü hazırlanması

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.

Alkali toprak-sıvı Metal alaşımlar Elektromotor kuvvet tekniği kullanılarak termodinamik özelliklerinin belirlenmesi

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.

Kararlı Bicyclic Aziridinium iyonları ve onların halka açılış Azaheterocycles sentezi için hazırlanması

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.

Disentangling yüksek mukavemetli kopolimer Aramid Elyaf mekanik özelliklerinin belirlenmesi etkinleştirmek için

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.

Silikat Matrisler ve sentezlenmiş Nanoporous karbon yüzey özellikleri

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