Polimerizzazione mediata da metalli per materiali intelligenti
L'avvento della polimerizzazione radicalica controllata ha portato allo sviluppo di complesse architetture polimeriche un tempo impossibili da produrre. Il VAc è un monomero o blocco di costruzione (building block) ad alto profilo grazie alla sua applicazione nel settore delle vernici, tessile e nell'industria farmaceutica. Uno svantaggio correlato al VAc è che il monomero è soggetto a polimerizzazione radicale ed è nucleofilo. Il successo completo nell'ottenimento di un’ampia gamma di materiali polimerici è stato finora ostacolato dalla conseguente incapacità di controllare il processo di polimerizzazione radicalica. Il progetto Metmed-CRP ("Toward new polymeric materials by metal-mediated controlled radical polymerization") mirava a superare tale limite. Grazie alla regolazione della forza dei legami metallo-carbonio nei complessi organometallici, i ricercatori hanno cercato di modulare e controllare il processo di polimerizzazione radicalica organometallica (OMRP). Per raggiungere questo obiettivo sono necessari metalli che non formino legami metallo-carbonio molto forti, pertanto il ferro (Fe) (II) e il rame (Cu) (I) si adattano bene allo scopo. I catalizzatori a base di ferro sembrano particolarmente allettanti per il loro basso costo e livello di tossicità, nonché per il loro impiego in altri processi di polimerizzazione. Mediante l’utilizzo di ferro nel sistema, la polimerizzazione del VAc viene controllata, anche se in maniera limitata; un controllo aggiuntivo è stato ottenuto con l'aggiunta dei fosfeni, poiché in grado di rallentare il processo. Un ulteriore problema era costituito dall’elevato peso molecolare rispetto alla percentuale teorica. Tuttavia, i risultati hanno mostrato una polidispersità relativamente bassa (intervallo di dimensioni). L'uso di dimetilfenilfosfene, in particolare, presenta la più piccola differenza tra l'indice di polidispersività osservata e calcolata (PDI). Gli scienziati del progetto Metmed-CRP hanno inoltre isolato un oligomero corto ricoperto di metallo per un utilizzo futuro. Il team ha caratterizzato il frammento con risonanza magnetica nucleare (RMN), risonanza paramagnetica elettronica (RPE) e derivatizzazione chimica, dimostrando un rilascio reversible di radicali dall’oligomero. Durante il processo OMRP, è necessario che vi sia un rilascio reversibile delle catene PVAc dalle specie di 2Fe-PVAc acetilacetonato (acac). Essendo in grado di manipolare i pesi molecolari e le strutture dei polimeri derivati, si contribuirà a realizzare pienamente le potenzialità industriali del VAc.
