Developments in polymer architecture and design applicable to surface coatings

Summaries

In order to improve existing polymeric materials, or to design new polymer-based products, one needs to be able to control the polymeric chains. Historically, ionic living and group transfer polymerisations have allowed the design of polymeric architectures with predictable molecular weights and narrow molecular-weight distributions. However, these methods are difficult to undertake as they demand complex experimental conditions. Recently, living radical polymerisation (LRP) has been reported as an efficient living polymerisation process, based on free radical polymerisation chemistry. The wide range of monomers which have been successfully polymerised, the ease of scaling up a reaction, and the high tolerance to functional groups makes it the most suitable process to obtain well-defined architectures (eg polymers with well-known degrees of polymerisation, molecular-weight distribution, end functionalities, chain architectures and composition). LRP is more cost-effective and easier to manipulate than other existing living polymerisation methods, and is therefore the most viable process for industrial development. This paper presents the recent developments in this technique with potential for use in the surface coatings industry.

Résumé

Afin d’améliorer les matériaux polymériques qui existent aujourd’hui, ou de concevoir de nouveaux produits à base de polymères il faut avoir la possibilité de contrôler les chaînes polymériques. Dans le passé les polymérisations ioniques vivantes et de transfert de groupe ont facilité la conception d’architectures polymériques qui aient un poids moléculaire prévisible et une distribution de poids moléculaire étroite. Cependant ces méthodes sont difficiles à adopter car elles demandent de complexes dispositifs expérimentales. Récemment. la polymérisation vivante radicale (LRP) à été repérée en tant que procédé de polymérisation vivante efficace, basée sur la chimie de polymérisation radical libre. La large gamme de monomères ui ont été polymérisés avec succès, la facilité avec laquelle on peut augmenter l’échelle d’une réaction, et la tolérance élevée aux groupes fonctionnels, la marquent comme le procédé le plus apte à produire des architectures bien définies (par exemple, des polymères ayant des degrés de polymérisation, une distribution de poids moléculaire, des fonctionnalités finales, des architectures de chaîne et une composition, bien connus). LRP est plus rentable et plus facile à manipuler que les autres méthodes de polymérisation qui existent, et représente, donc, le procédé le plus viable en ce qui concerne le développement industriel. Cet article présente les développements récents dans le domaine de cette technique qui a une application potentielle dans l’industrie des revêtements de surface.

Zusammenfassung

Um existente Polymere zu verbessern oder neue Polymerprodukte zu entwickeln, muß man die Polymerketten kontrollieren können. In der Vergangenheit haben ionische Polymerisation und Gruppentransfer-polymerisation den Entwurf von Polymerarchitekturen mit einem berechenbarem Molekulargewicht und einer engen Streuung der Gewichtsdistribution erlaubt. Allerdings können diese Methoden schwierig anzuwenden sein, da sie komplexe experimentelle Bedingungen erfordern. In letzter Zeit gibt es Reporte, die lebende Radikalpolymerisation (LRP) als einen effizienten Polymerisationsprozeß auf der Basis von freier Radikalschemie aufzeigen. Die grosse Bandbreite von erfolgreich polymerisierten Monomeren, die Leichtigkeit, mit der sich der Prozeß im Maßstab vergrössern läßt, und die hohe Toleranz zu funktionellen Gruppen macht LRP einen hervorragenden Prozeß zur Herstellung von gut definierten Polymerarchitekturen (d.h. Polymere mit einem wohlbekannten Polymerisationsgrad. Molekulargewichtverteilung, Endfunktionalität, Kettenarchitektur und Komposition). LRP ist kosteneffizienter und leichter zu handhaben als andere Lebendpolymerisationsprozesse, und dadurch der am Besten geeignete Prozeß für Weiterentwicklung in der Industrie. Diese Arbeit präsentiert neue Entwicklungen in diesem Prozeß, die potentielle Anwendungen in der Oberflächenbeschichtungsindustrie haben.