Publication detail

Accelerating effect of metal ionic liquids for epoxy-anhydride copolymerization

Year: 2024

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: European Polymer Journal

Publisher name: Elsevier Science

Place: Oxford

Page from-to: 113077

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Urychlující účinek kovových iontových kapalin pro kopolymeraci epoxy-anhydridu	Jednou z hlavních nevýhod vysoce výkonných epoxy-anhydridových termosetů je pomalá kinetika síťování vyžadující vysokou teplotu a dlouhý cyklus vytvrzování. Zde byl zkoumán urychlující účinek iontových kapalin na bázi imidazoliových kovů (MIL) s anionty (FeCl 4 ) - , (ZnCl 4 ) 2- a (CoCl 4 ) 2- na kopolymeraci systému epoxid/anhydrid. Bylo pozorováno, že MIL urychlily zesíťování bisfenol diglycidyletheru (DGEBA) - methylhexahydroftalanhydridem (MHHPA), lépe než referenční katalyzátory (1-methylimidazol a 1-butyl-3-methylimidazoliumchlorid), zejména při nízkých teplotách díky své schopnosti aktivují rychlé otevření anhydridového kruhu a tvorbu karboxylových skupin, což iniciuje polyesterifikaci. Detailní výzkum polymeračního mechanismu odhalil tvorbu alternujících epoxy-anhydridových kopolymerů, i když bylo detekováno několik iniciačních mechanismů indukovaných MILs. Navzdory vícenásobné iniciaci byla kinetika síťování úspěšně přizpůsobena vitrifikaci pomocí modelu Kamal-Sourour. Zesíťování indukované MIL vede k vytvoření homogenní sítě, která umožňuje vyrábět termosetové materiály se zvýšenou hustotou zesítění, teplotou skelného přechodu nad 150 °C a vynikající tepelnou stabilitou.
eng	Accelerating effect of metal ionic liquids for epoxy-anhydride copolymerization	One of the main drawbacks of high-performance epoxy-anhydride thermosets is slow cross-link kinetics requiring high temperature and long curing cycle. Herein, the accelerating effect of imidazolium metal-based ionic liquids (MILs) bearing (FeCl 4 ) - , (ZnCl 4 ) 2- , and (CoCl 4 ) 2- anions on epoxy-anhydride copolymerization was investigated. It was observed that MILs accelerated bisphenol diglycidyl ether (DGEBA) - methylhexahydrophthalic anhydride (MHHPA) cross-linking, better than the reference catalysts (1-methylimidazole and 1-butyl-3-methylimidazolium chloride), especially at low temperatures through their ability to activate a rapid anhydride ring opening and formation of carboxyl groups, which initiates polyesterification. A detailed investigation of the polymerization mechanism revealed the formation of alternating epoxy-anhydride copolymers although several MILs-induced initiation mechanisms were detected. Despite the multiple-initiation consisting of imidazole, counter anion, and polyesterification pathways, the cross-linking kinetics was successfully fitted up to vitrification by the Kamal-Sourour model. Finally, MILs-induced cross-linking leads to homogeneous network build-up enabling to produce thermosetting materials with an increased cross-link density, a glass transition temperature above 150 degrees C, and excellent thermal stability.	Ionic liquid; Epoxy resin; Copolymerization; Anhydride; Cross-linking; Kinetics

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links