Synteza α-(difluorometylo)styrenu i badania jego reaktywności w warunkach polimeryzacji rodnikowej - Wolska, Joanna (My University, 2018)
Rozprawa doktorska zawiera wyniki badań, których celem była synteza α-(difluorometylo)-styrenu (DFMST), sprawdzenie jego reaktywności w warunkach polimeryzacji rodnikowej, otrzymanie materiałów fluoropolimerowych na jego bazie oraz badania zarówno struktury, możliwości modyfikacji, jak i wpływu grupy –CF2H na właściwości polimerów. Uzyskane wyniki wpisują się w światowe trendy poszukiwania monomerów i syntez innowacyjnych materiałów fluoro-polimerowych. W pierwszym etapie badań opracowano metodę otrzymania DFMST w gramowej skali. Dostępność DFMST umożliwiła przeprowadzenie reakcji konwencjonalnych kopolimeryzacji rodnikowych ze styrenem (ST), w wyniku których otrzymano fluorowane kopolimery aromatyczne. Ważnym aspektem badań było scharakteryzowanie właściwości fizykochemicznych fluoropolimerów. Przeprowadzono również reakcje sulfonowania wybranych fluoropolimerów. W ostatnim etapie przeprowadzono serię reakcji kontrolowanej kopolimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu jodu (ITP) DFMST i ST. Wykazano, że badane kopolimeryzacje ITP DFMST i ST zachodziły w sposób kontrolowany, co umożliwiło syntezę polimerów o zdefiniowanych ciężarach cząsteczkowych. Otrzymane polimery ze względu na ciekawe właściwości termiczne oraz powierzchniowe mogą pretendować do bycia fluoropolimerami jonoprzewodzącymi, które mogłyby zostać wykorzystane w produkcji membran w ogniwach paliwowych.

The PhD thesis presents studies on the synthesis of α-(difluoromethyl)styrene (DFMST), its reactivity under radical polymerization conditions, preparation of DFMST-based fluoropolymers, as well as the investigations of their structure or a possibility of modification and an influence of -CF2H group on the properties of the polymers. The results are in line with trends in the exploration of monomers and the synthesis of innovative materials. The first step of the conducted researches aimed at development of a route for synthesis of DFMST. The availability of a DFMST allowed the subsequent studies of copolymerization reactions of DFMST with ST, which resulted in fluorinated aromatic copolymers. An important issue was to characterize the physicochemical properties of the fluorinated materials. Moreover, the sulfonation reactions of polymers were carried out. In the last step, a iodine transfer copolymerizations of DFMST with ST were performed. The ITP polymerizations enabled to obtain functionalized copolymers. The kinetic studies evidenced the controlled character of the polymerizations allowing for preparation of fluoroaromatic polymers with predictable molar masses. The resultant poly(DFMST-co-ST) copolymers exhibited peculiar properties and as new fluoroaromatic polymers can be easily converted into ion-conducting materials with potential application as membranes for PEMFCs.
Synthesis of α-(difluoromethyl)styrene and its reactivity in radical polymerization conditions
Wydział Chemii
Keywords: α-(difluorometylo)styren (DFMST); α-(difluoromethyl)styrene (DFMST); fluorowane polimery aromatyczne (FPA); fluorinated aromatic polymers (FAPs); konwencjonalna kopolimeryzacja rodnikowa; free radical copolymerization; kontrolowana polimeryzacja rodnikowa z przeniesieniem atomu jodu (ITP); iodine transfer polymerization (ITP); właściwości termiczne i powierzchniowe; thermal and surface properties