Project R-7660

Titel

Meerstaps continue flow fotoreactoren voor precisie polymeer ontwerp

Abstract

De opmars van continue fotostroom reactoren in de laatste jaren heeft gezorgd voor een renaissance van de fotochemie in de organische- en polymeer chemie. Reacties die in batch inefficiënt verlopen kunnen significant versneld worden door gebruik te maken van continue stroom fotoreactoren. De kleine dimensies van de kanalen in de fotoreactor zorgt voor een efficiënte belichting van het reactie mengsel. Verder zorgt de korte verblijftijd van de verschillende reagens in de reactor voor een minimale hoeveel nevenproduct formatie. Het gebruik van fotochemie voor polymeer ontwikkeling heeft verschillende voordelen, vooral de milde reactie condities leiden tot een hogere product kwaliteit. Voor hoogwaardige polymeer materialen (functionele polymeren, di- en triblok copolymeren , polymeer hybrides), middelgrote fotostroom reactoren zijn in staat om significante hoeveelheid product te produceren in een korte tijdspanne. In dit project, fotopolymerisaties en zogenaamde "fotoclick" reacties worden geoptimaliseerd met als doel een compleet reeks van sequentiële en modulaire polymeer materialen te ontwikkelen. Verdere selectiviteit kan bekomen worden door de golflengte van het invallend licht te koppelen aan de chemische reactie. Als eerste worden de chemische reacties individueel onderzocht. Uiteindelijk worden de verschillende reacties sequentieel uitgevoerd in gekoppelde reactors, met als doel om een continue synthese protocol te ontwikkelen voor complexe en hoge kwaliteit polymere materialen. Kinetisch modellering van de reacties wordt gebruik als ondersteuning van de experimentele data om de optimale reactor te ontwerpen. Dit alles wordt mogelijk gemaakt door gebruik te maken van "high-througput" experimenten waarbij "real-time" data wordt verzameld over de polymeer reacties. Hiervoor wordt er gebruik gemaakt van online size-exclusision chromatograpyhy in combinatie met online ESI-MS en FT-IR. Dit stelt ons in staat om de polymerisatie reacties om in detail op te volgen en zo op een efficiënte manier de nodige experimentele data te bekomen dat nodig is voor het ontwikkelen van het kinetisch model en de reactor.

Periode

01 januari 2017 - 15 september 2020