On the Absence of Cyclic Structures in Branched Polystyrenes Synthesized by Living Three-Dimensional Radical Polymerization in the Medium of a Deteriorating Thermodynamic Quality Solvent

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Branched polystyrenes are synthesized by the radical copolymerization of styrene and divinylbenzene with reversible inhibition (in the presence of 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl) under deteriorating thermodynamic quality of the solvent. The resulting polymers are studied by size-exclusion chromatography combined with static light scattering, ozonolysis, NMR spectroscopy, and differential scanning calorimetry. The branched polymers synthesized by living radical polymerization are characterized by lower intrinsic viscosity values than their linear analogs. Kuhn–Mark–Houwink parameters for these polymers in a tetrahydrofuran solution (а = 0.29) confirm the nonlinear architecture of macromolecules and a high content of pendant double bonds comparable in the order of magnitude with their theoretical content in the absence of the cyclization reaction indicate their branched structure. The glass transition temperature of the branched polystyrenes is 20–35°С lower than the glass transition temperature of the linear polystyrene.

About the authors

S. A. Kurochkin

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences; Bauman Moscow State Technical University

Email: oligo@icp.ac.ru
142432, Chernogolovka, Moscow oblast, Russia; 105005, Moscow, Russia

L. I. Makhonina

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: oligo@icp.ac.ru
142432, Chernogolovka, Moscow oblast, Russia

E. O. Perepelitsina

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: oligo@icp.ac.ru
142432, Chernogolovka, Moscow oblast, Russia

M. L. Bubnova

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: oligo@icp.ac.ru
142432, Chernogolovka, Moscow oblast, Russia

M. P. Berezin

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: oligo@icp.ac.ru
142432, Chernogolovka, Moscow oblast, Russia

V. P. Grachev

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: oligo@icp.ac.ru
142432, Chernogolovka, Moscow oblast, Russia

References

  1. Korolev G.V. // Russ. Chem. Rev. 2003. V. 72. № 3. P. 197.
  2. Korolev G.V., Bubnova M.L., Makhonina L.I., Bakova G.M. // Polymer Science A. 2005. V. 47. № 7. P. 653.
  3. Estrina G.A., Gur’eva L.L., Komarov B.A., Bogdanova L.M., Kurochkin S.A., Estrin Y.I. // Polymer Science B. 2018. V. 60. № 1. P. 1.
  4. Kurmaz S.V., Grubenko G.A., Knerelman E.I., Davydova G.I., Torbov V.I., Dremova N.N. // Mendeleev Commun. 2014. V. 24. № 2. P. 125.
  5. Kurmaz S.V., Fadeeva N.V., Gorshkova A.I., Kurochkin S.A., Knerelman E.I., Davydova G.I., Torbov V.I., Dremova N.N., Konev D.V., Kurmaz V.A., Ignatiev V.M., Emelyanova N.S. // Materials. 2021. V. 14. P. 6757.
  6. Vygodskii Y.S., Volkova T.V., Sakharova A.A., Sapozhnikov D.A., Nikiforova G.G., Matieva A.M. // Polymer Science A. 2006. V. 48. № 7. P. 683.
  7. Chesnokov S.A., Lenshina N.A., Arsenyev M.V., Kovylin R.S., Baten’kin M.A., Poddel’sky A.I., Abakumov G.A. // Appl. Organometal. Chem. 2017. V. 31. № 2. e3553.
  8. Novakov I.A., Vygodskii Y.S., Vaniev M.A., Volkova T.V., Lukyanichev V.V., Sidorenko N.V. // Polymer Science A. 2007. V. 49. № 4. P. 388.
  9. Liao W., Liao Q., Xiong Y., Li Z., Tang H. // J. Photochem. Photobiol. A. 2023. V. 435. 114297.
  10. Li Q., Tang L., Xia Y., Li B. // Macromol. Rapid Commun. 2013. V. 34. № 2. P. 185.
  11. Si C., Hu G., Jiang W., Sun P., Cao J., Ji R., Li A., Zhang Q. // Biomacromolecules. 2022. V. 23. № 10. P. 4327.
  12. Kurmaz S.V., Ivanova I.I., Fadeeva N.V., Perepelitsina E.O., Lapshina M.A., Balakina A.A., Terent’ev A.A. // Polymer Science A. 2022. V. 64. № 5. P. 434.
  13. Qiang R., Fanghong G., Chunlin L., Guangqun Z., Bibiao J., Chao L., Yunhui C. // Eur. Polym. J. 2006. V. 42. № 10. P. 2573.
  14. Li W., Yoon J.A., Zhong M., Matyjaszewski K. // Macromolecules. 2011. V. 44. № 9. P. 3270.
  15. Yang H.-J., Jiang B.-B., Huang W.-Y., Zhang D.-L., Kong L.-Z., Chen J.-H., Liu C.-L., Gong F.-H., Yu Q., Yang Y. // Macromolecules. 2009. V. 42. № 16. P. 5976.
  16. Kurochkin S.A., Silant’ev M.A., Perepelitsyna E.O., Grachev V.P. // Eur. Polym. J. 2014. V. 57. P. 202.
  17. Kurochkin S.A., Makhonina L.I., Vasil’ev S.G., Perepelitsina E.O., Zabrodin V.A., Bubnova M.L., Volkov V.I., Grachev V.P. // Polymer Science A. 2017. V. 59. № 5. P. 613.
  18. Liu G., Qui Q., An Z. // Polym. Chem. 2012. V. 3. № 2. P. 504.
  19. Shen W., Chang Y., Liu G., Wang H., Cao A., An Z. // Macromolecules. 2011. V. 44. № 8. P. 2524.
  20. van Ruymbeke E., Muliawan E.B., Vlassopoulos D., Gao H., Matyjaszewski K. // Eur. Polym. J. 2011. V. 47. № 4. P. 746.
  21. Shi X., Miao M., An Z. // Polym. Chem. 2013. V. 4. № 6. P. 1950.
  22. Tan J., Rao X., Wu X., Deng H., Yang J., Zeng Z. // Macromolecules. 2012. V. 45. № 21. P. 8790.
  23. Pan G., Zhang Y., Guo X., Li C., Zhang H. // Biosens. Bioelectron. 2010. V. 26. № 3. P. 976.
  24. Abe M., Kametani Y., Uemura T. // J. Am. Chem. Soc. 2023. V. 145. № 4. P. 2448.
  25. Korolev G.V., Kochneva I.S., Bakova G.M., Berezin M.P., Makhonina L.I. // Polymer Science A. 2002. V. 44. № 9. P. 936.
  26. Huang J., Wang W.-J., Li B.-G., Zhu S. // Macromol. Mater. Eng. 2013. V. 298. № 4. P. 391.
  27. Ercole F., Thissen H., Tsang K., Evans R.A., Forsythe J.S. // Macromolecules. 2012. V. 45. № 20. P. 8387.
  28. Park H.Y., Kloxin C.J., Fordney M.F., Bowman C.N. // Dental Mater. 2012. V. 28. № 8. P. 888.
  29. Yu Q., Zhou M., Ding Y., Jiang B., Zhu S. // Polymer. 2007. V. 48. № 24. P. 7058.
  30. Kurochkin S.A., Grachev V.P. // Polym. Sci. C. 2015. V. 57. № 1. P. 20.
  31. Wyatt P.J. // Anal. Chim. Acta. 1993. V. 272. № 1. P. 1.
  32. Kurochkin S.A. // Polymer Science B. 2010. V. 52. № 1–2. P. 109.
  33. Будтов В.П. Физическая химия растворов полимеров. СПб.: Химия, 1992.
  34. Polymer Handbook. 4 ed. / Ed. by J. Brandrup, E.H. Immergut, E.A. Grulke; ass. ed. by A. Abe, D.R. Bloch. New York; Chichester; Weinheim; Brisbane; Singapore; Toronto: Wiley, 1998.
  35. Zimm B.H., Stockmayer W.H. // J. Chem. Phys. 1949. V. 17. № 12. P. 1301.
  36. De Gennes P.-G. // Biopolymers. 1968. V. 6. № 5. P. 715.
  37. Everaers R., Grosberg A.Y., Rubinstein M., Rosa A. // Soft Matter. 2017. V. 13. P. 1223.
  38. Rosa A., Everaers R. // Phys. Rev. E. 2017. V. 95. № 1. 012117.
  39. Akabori K.-I., Atarashi H., Ozawa M., Nagamura T., Tanaka K. // Polymer. 2009. V. 50. № 20. P. 4868.
  40. Fox Jr., Thomas G., Flory P.J. // J. Appl. Phys. 1950. V. 21. № 21. P. 581.
  41. Bueche F. Physical Properties of Polymers. New York: Interscience, 1962.
  42. Привалко В.П. Молекулярное строение и свойства полимеров. Л.: Химия, 1986.
  43. Wooley K.L., Hawker C.J., Pochan J.M., Frechet J.M.J. // Macromolecules. 1993. V. 26. № 7. P. 1514.
  44. Аскадский А.А., Кондращенко В.И. Компьютерное материаловедение полимеров. М.: Научный мир, 1999. Т. 1.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (91KB)
3.

Download (23KB)
4.

Download (28KB)
5.

Download (131KB)
6.

Download (32KB)

Copyright (c) 2023 С.А. Курочкин, Л.И. Махонина, Е.О. Перепелицина, М.Л. Бубнова, М.П. Березин, В.П. Грачев

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».