Credito:Università del Kansai
Le resine epossidiche o epossidiche sono composti organici che possono essere induriti in materiali adesivi con eccellente stabilità termica, resistenza meccanica, e resistenza chimica. L'indurimento o "indurimento" deriva dalla reticolazione all'interno della resina stessa o tra la resina e un co-reagente. Gli epossidici sono prodotti dalla polimerizzazione di epossidi, molecole organiche con uno o più atomi triatomici, anelli triangolari carbonio–ossigeno–carbonio (C–O–C). Tali anelli presentano un'elevata deformazione, con conseguente facile polimerizzazione delle resine epossidiche.
Al fine di sviluppare resine epossidiche polimerizzate con proprietà eccezionali per l'uso in applicazioni industriali, è fondamentale comprendere appieno i meccanismi di reazione coinvolti. Con questo in testa, Hiroto Kudo e Kentaro Buya alla Kansai University, saka, Giappone, ha esaminato la reazione del -caprolattame (ε-CL) e del glicidil fenil etere (GPE), sia come sistema modello che come approccio promettente verso la sintesi di nuove resine polimerizzate. GPE è una resina epossidica, considerando che ε-CL è un noto co-reagente in grado di polimerizzare le resine epossidiche aprendo gli anelli C–O–C, utilizzato anche nella sintesi del Nylon 6.
I ricercatori hanno lasciato reagire ε-CL con GPE in presenza di un composto organico abbreviato come DBU, fungendo da catalizzatore. Dopo aver lasciato reagire la miscela per due ore a 170°C, hanno osservato la copolimerizzazione per apertura d'anello dei due reagenti, con una poli(ammide-etere) come prodotto finale con una resa dell'85%. Un tempo di reazione più lungo non ha portato a una resa maggiore, né temperature inferiori o superiori a 170 °C. I ricercatori hanno anche stabilito le concentrazioni ottimali di -CL, GPE e DBU e hanno saputo proporre un meccanismo per le reazioni in atto, suggerendo che il poli(ammide-etere) ha una cosiddetta struttura di copolimero a gradiente pseudo-blocco.
Sulla base delle loro scoperte sui meccanismi di reazione ε-CL/GPE/DBU, i ricercatori hanno sviluppato altre resine epossidiche polimerizzate con ε-CL come co-reagente di polimerizzazione. I loro materiali mostravano adesione, elevate temperature di transizione vetrosa ed eccellente stabilità termica, sufficiente per la commercializzazione.