I dipendenti del Dipartimento di Chimica Fisica dell'Università Federale di Kazan hanno scoperto che i meccanismi di polimerizzazione degli arilcianati allo stato solido e allo stato fuso differiscono per il numero di legami multipli rotti del monomero nella fase che determina la velocità del processi.

La polimerizzazione in fase solida è ampiamente utilizzata per creare polimeri con struttura controllata, peso molecolare, e altri parametri. Nell'industria, un certo numero di policarbonati, con questo metodo si ottengono poliammidi e poliesteri per vari scopi. Gli arilici cianati vengono utilizzati per creare materiali compositi polimerici utilizzati, in particolare, nel settore aerospaziale.

Come ha spiegato il ricercatore senior Andrey Galukhin, per la polimerizzazione in fase solida, è necessario che la reazione inizi ad una temperatura inferiore al punto di fusione. Però, per alcuni monomeri questa condizione non è soddisfatta, quindi questo tipo di polimerizzazione non è disponibile per loro. Questi includono aril cianati, che hanno un'alta termica, resistenza chimica e alle radiazioni. È grazie a queste proprietà che hanno trovato applicazione nell'industria aerospaziale, dove sono utilizzati come parti di materiali compositi. L'elevata stabilità degli arilcianati è dovuta alla presenza di 1, 3, Frammenti aromatici di 5-triazina come siti di reticolazione di catene polimeriche.

Gli scienziati di Kazan sono stati i primi a studiare la polimerizzazione in fase solida dell'aril cianato. Hanno ipotizzato che la polimerizzazione allo stato solido di questa sostanza sarebbe stata molto diversa dallo stesso processo nella massa fusa. Gli autori hanno sintetizzato un monomero unico con un alto punto di fusione (403°C). Poiché la temperatura di polimerizzazione di questa sostanza è inferiore al suo punto di fusione, ciò ha reso possibile la reazione in fase solida. Uno studio dettagliato con calorimetria differenziale a scansione ha permesso di ottenere importanti informazioni sulla cinetica di questo processo. È stato possibile scoprire che i meccanismi di polimerizzazione in fase solida e polimerizzazione in un fuso monomero differiscono nel numero di legami multipli rotti del monomero nella fase che determina la velocità del processo. Anche, si è scoperto che la velocità di polimerizzazione in fase solida non dipende dal grado di conversione del monomero, questo è, la cinetica è descritta da una reazione di ordine zero. La ragione di questo comportamento risiede nella natura topochimica del processo che avviene nei cristalli monomerici piatti.

"Gli arilici cianati svolgono un ruolo molto importante nelle industrie aeronautiche e aerospaziali, dove vengono utilizzati come leganti in materiali compositi per creare varie strutture dimensionalmente stabili. L'ampliamento della nostra conoscenza della relazione tra la reattività di questi monomeri e la loro struttura aprirà nuove possibilità per la progettazione mirata di materiali con le proprietà desiderate, " ha concluso Galukhin.