Funcionários do Departamento de Físico-Química da Universidade Federal de Kazan descobriram que os mecanismos de polimerização de aril cianatos no estado sólido e no estado fundido diferem no número de ligações múltiplas quebradas do monômero no estágio que determina a taxa de processo.

A polimerização em fase sólida é amplamente utilizada para criar polímeros com estrutura controlada, peso molecular, e outros parâmetros. Na industria, uma série de policarbonatos, poliamidas e poliésteres para vários fins são obtidos por este método. Cianatos de arila são usados ​​para criar materiais compostos de polímero usados, em particular, na indústria aeroespacial.

Como o pesquisador sênior Andrey Galukhin explicou, para polimerização em fase sólida, é necessário que a reação comece a uma temperatura abaixo do ponto de fusão. Contudo, para alguns monômeros esta condição não é atendida, portanto, esse tipo de polimerização não está disponível para eles. Estes incluem aril cianatos, que tem alta temperatura, resistência química e à radiação. É graças a essas propriedades que eles encontraram aplicação na indústria aeroespacial, onde são usados ​​como partes de materiais compostos. A alta estabilidade dos aril cianatos é devido à presença de 1, 3, Fragmentos aromáticos de 5-triazina como locais de reticulação de cadeias poliméricas.

Os cientistas de Kazan foram os primeiros a estudar a polimerização em fase sólida do cianato de arila. Eles presumiram que a polimerização em estado sólido dessa substância seria muito diferente do mesmo processo no fundido. Os autores sintetizaram um monômero único com alto ponto de fusão (403 ° C). Uma vez que a temperatura de polimerização desta substância está abaixo do seu ponto de fusão, isto tornou possível a reação em fase sólida. Um estudo detalhado com calorimetria exploratória diferencial permitiu obter informações importantes sobre a cinética desse processo. Foi possível constatar que os mecanismos de polimerização em fase sólida e polimerização em um fundido de monômero diferem no número de ligações múltiplas quebradas do monômero na etapa que determina a velocidade do processo. Também, descobriu-se que a taxa de polimerização em fase sólida não depende do grau de conversão do monômero, isso é, a cinética é descrita por uma reação de ordem zero. A razão para este comportamento reside na natureza topoquímica do processo que ocorre em cristais monoméricos planos.

"Os cianatos de arila desempenham um papel muito importante nas indústrias aeronáutica e aeroespacial, onde eles são usados ​​como ligantes em materiais compostos para criar várias estruturas dimensionalmente estáveis. Expandir nosso conhecimento da relação entre a reatividade desses monômeros e sua estrutura abrirá novas possibilidades para o design direcionado de materiais com as propriedades desejadas, "concluiu Galukhin.