Stereoregular Methacrylate-POSS Hybrid Polymers: Syntheses and Nanostructured Assemblies
Source abstract
Abstract
This contribution reports the first examples of stereoregular (isotactic, it -, and syndiotactic, st -) methacrylate-POSS (polyhedral oligomeric silsesquioxane) hybrid polymers and their derived nanostructured assemblies. The polymerization of methyl methacrylate (MMA) by isospecific and syndiospecific living metallocene catalysts, when end-capped with methacrylisobutyl POSS (MA-POSS) or simultaneously copolymerized with MA-POSS at ambient temperature, readily produces highly stereoregular (94% it - and st -) MA-POSS end-capped PMMA (PMMA-POSS) or statistical copolymers PMMA- co -P(MA-POSS). The MA-POSS incorporation in the it -copolymers ranges from a low 2.6 mol % (20 wt %) to a high, maximum 24 mol % (75 wt %), whereas the incorporation in the st -copolymers is relatively lower with the same comonomer feed ratio due to the formation of a crystalline inclusion complex in which the POSS nanocages are encapsulated within the helical st -PMMA cavity. The it -copolymers with high POSS contents (>20 mol %) show evidence for interchain association through POSS aggregation and display a ∼20 °C T g enhancement over the pristine it -PMMA. MA-POSS end-capped diastereomeric PMMAs exhibit versatile nanostructured assemblies, including micelle-like core−shell nanostructures ( R h up to 186 nm derived from the 5.7 nm it -PMMA-POSS unimer) through POSS inorganic collapse in selective solvents, helical stereocomplexes ( R h = 11 nm) between two or three polymer chains through organic self-organization of the diastereomeric PMMAs, and large core−shell nanospheres ( R h up to 636 nm) through synergistic organic PMMA self-organization and inorganic POSS nanocluster aggregation. Thermal annealing of the it -/ st -PMMA-POSS blend in a 1:2 ratio also generates the crystalline stereocomplex with a high T m of 213 °C.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Silicone and Siloxane Chemistry · Organometallic Complex Synthesis and Catalysis · Polymer Nanocomposites and Properties
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Department of Chemistry, Colorado State University, Fort Collins, Colorado 80523-1872
References (100+)
Show source-provided references
1. George S. M. · Acc. Chem. Res. · 2009 · 42 · 49810.1021/ar800105q ↗
2. Sanchez C. · Chem. Mater. · 2008 · 20 · 68210.1021/cm702100t ↗
3. cGreenham, N. C.InOrganic Photovoltaics;Brabec, C. J.; Dyakonov, V.; Scherf, U., Eds.Wiley-VCH:Weinheim, Germany, 2008; Chapter 6, pp179−210.
4. Rehahn M. · Acta Polym. · 1998 · 49 · 20110.1002/(SICI)1521-4044(199805)49:5<201::AID-APOL201>3.0.CO;2-0 ↗
5. Paul D. R. · Polymer · 2008 · 49 · 318710.1016/j.polymer.2008.04.017 ↗
6. Costa F. R. · Adv. Polym. Sci. · 2008 · 210 · 10110.1007/12_2007_123 ↗
7. Schaefer D. W. · Macromolecules · 2007 · 40 · 850110.1021/ma070356w ↗
8. Moniruzzaman M. · Macromolecules · 2006 · 39 · 519410.1021/ma060733p ↗
9. Sanchez C. · J. Mater. Chem. · 2005 · 15 · 3359
10. Bockstaller M. R. · Adv. Mater. · 2005 · 17 · 133110.1002/adma.200500167 ↗
11. Ray S. S. · Prog. Polym. Sci. · 2003 · 28 · 153910.1016/j.progpolymsci.2003.08.002 ↗
12. Krishnamoorti R. · 2002 · 804
13. Schmidt D. · Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. · 2002 · 6 · 20510.1016/S1359-0286(02)00049-9 ↗
14. Manias E. · Chem. Mater. · 2001 · 13 · 351610.1021/cm0110627 ↗
15. Pinnavaia T. J. · 2000
16. Alexandre M. · Mater. Sci. Eng., R · 2000 · 28 · 110.1016/S0927-796X(00)00012-7 ↗
17. Wu J. · Polym. Rev. · 2009 · 49 · 2510.1080/15583720802656237 ↗
18. Pielichowski K. · Adv. Polym. Sci. · 2006 · 201 · 22510.1007/12_077 ↗
19. Kannan R. Y. · Acc. Chem. Res. · 2005 · 38 · 87910.1021/ar050055b ↗
20. dLi, G. Z.; Pittman, C. U., Jr.InMacromolecules Containing Metals and Metal-like Elements;Abd El Aziz, A. S.; Carraher, C. E.; Pittman, C. U., Jr; Zeldin, M., Eds.John Wiley & Sons:Hoboken, NJ, 2005; Vol.4, Chapter 5, pp79−131.
21. Phillips S. H. · Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. · 2004 · 8 · 2110.1016/j.cossms.2004.03.002 ↗
22. Li G. Z. · Organomet. Polym. · 2001 · 11 · 12310.1023/A:1015287910502 ↗
23. Pyun J. · Chem. Mater. · 2001 · 13 · 343610.1021/cm011065j ↗
24. Sanchez C. · Chem. Mater. · 2001 · 13 · 306110.1021/cm011061e ↗
25. Schwab J. J. · Appl. Organomet. Chem. · 1998 · 12 · 70710.1002/(SICI)1099-0739(199810/11)12:10/11<707::AID-AOC776>3.0.CO;2-1 ↗
26. Lichtenhan J. D. · Comm. Inorg. Chem. · 1995 · 17 · 11510.1080/02603599508035785 ↗
27. Zhang H.-X. · J. Appl. Polym. Sci. · 2009 · 111 · 269710.1002/app.29284 ↗
28. Zhang H.-X. · Eur. Polym. J. · 2009 · 45 · 4010.1016/j.eurpolymj.2008.09.029 ↗
29. Seurer B. · Macromol. Chem. Phys. · 2008 · 209 · 119810.1002/macp.200800065 ↗
30. Zhang H.-X. · Polym. Int. · 2008 · 57 · 135110.1002/pi.2480 ↗
31. Misra R. · J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. · 2007 · 45 · 244110.1002/polb.21261 ↗
32. Wang J. · Macromolecules · 2007 · 40 · 615010.1021/ma0706733 ↗
33. Zheng L. · Macromolecules · 2004 · 37 · 860610.1021/ma048557c ↗
34. Zheng L. · Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. · 2002 · 40 · 88510.1002/pola.10175 ↗
35. Zheng L. · Macromolecules · 2001 · 34 · 803410.1021/ma0110094 ↗
36. Jeon H. G. · Polym. Int. · 2000 · 49 · 45310.1002/(SICI)1097-0126(200005)49:5<453::AID-PI332>3.0.CO;2-H ↗
37. Tsuchida A. · Macromolecules · 1997 · 30 · 281810.1021/ma960846g ↗
38. Misra R. · J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. · 2007 · 45 · 244110.1002/polb.21261 ↗
39. Pracella M. · Macromol. Symp. · 2006 · 234 · 5910.1002/masy.200650209 ↗
40. Liu L. · Polym. Bull. · 2009 · 62 · 31510.1007/s00289-008-0020-0 ↗
41. Garcia O. · J. Phys. Chem. C · 2008 · 112 · 1471010.1021/jp8064097 ↗
42. Markovic E. · Macromolecules · 2008 · 41 · 168510.1021/ma702103z ↗
43. Liu Y.-L. · Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. · 2008 · 46 · 515710.1002/pola.22843 ↗
44. Kotal A. · J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. · 2008 · 46 · 111110.1002/pola.22453 ↗
45. Zhao C. · Polym. Bull. · 2008 · 60 · 49510.1007/s00289-008-0887-9 ↗
46. Xu H. · J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. · 2007 · 45 · 530810.1002/pola.22275 ↗
47. Amir N. · J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. · 2007 · 45 · 426410.1002/pola.22168 ↗
48. Augustine B. H. · Langmuir · 2007 · 23 · 434610.1021/la063180k ↗
49. Chen R. · Polymer · 2006 · 47 · 111910.1016/j.polymer.2005.12.025 ↗
50. Bizet S. · Macromolecules · 2006 · 39 · 257410.1021/ma051574x ↗
51. Huang C.-F. · Macromolecules · 2006 · 39 · 30010.1021/ma051923n ↗
52. Patel R. R. · J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. · 2006 · 44 · 23410.1002/polb.20691 ↗
53. Li G. Z. · J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. · 2005 · 43 · 35510.1002/pola.20503 ↗
54. Anderson S. E. · Chem. Mater. · 2005 · 17 · 253710.1021/cm047868z ↗
55. Kopesky E. · Macromolecules · 2004 · 37 · 899210.1021/ma048934l ↗
56. Ohno K. · Macromolecules · 2004 · 37 · 851710.1021/ma048877w ↗
57. Pyun J. · Polymer · 2003 · 44 · 273910.1016/S0032-3861(03)00027-2 ↗
58. Zhang W. · Macromolecules · 2002 · 35 · 802910.1021/ma020725i ↗
59. Pyun J. · Macromolecules · 2000 · 33 · 21710.1021/ma9910787 ↗
60. Lichtenhan J. D. · Macromolecules · 1995 · 28 · 843510.1021/ma00128a067 ↗
61. Feng Y. · J. Appl. Polym. Sci. · 2009 · 111 · 268410.1002/app.29240 ↗
62. Yen Y.-C. · J. Phys. Chem. B · 2008 · 112 · 1082110.1021/jp8030495 ↗
63. Weickmann H. · J. Mater. Chem. · 2007 · 42 · 87
64. Kopesky E. T. · Polymer · 2006 · 47 · 29910.1016/j.polymer.2005.10.143 ↗
65. Kopesky E. T. · Rheol. Acta · 2006 · 45 · 97110.1007/s00397-006-0099-x ↗
66. Novak R. W. · 1995 · 16 · 501
67. Hatada K. · Prog. Polym. Sci. · 1988 · 13 · 18910.1016/0079-6700(88)90004-4 ↗
68. Van Beylen M. · Adv. Polym. Sci. · 1988 · 86 · 8710.1007/BFb0025275 ↗
69. Chen, E. Y.X.Chem. Rev. 2009, 109, 10.1021/cr9000258.10.1021/cr9000258 ↗
70. Bolig A. D. · J. Am. Chem. Soc. · 2004 · 126 · 489710.1021/ja031558k ↗
71. Rodriguez-Delgado A. · Macromolecules · 2005 · 38 · 258710.1021/ma047345c ↗
72. Ning Y. · J. Am. Chem. Soc. · 2008 · 130 · 246310.1021/ja710822g ↗
73. Bolig A. D. · J. Am. Chem. Soc. · 2002 · 124 · 561210.1021/ja025796b ↗
74. Chen E. Y.-X. · J. Am. Chem. Soc. · 2003 · 125 · 715010.1021/ja035261y ↗
75. Ning Y. · Macromolecules · 2006 · 39 · 720410.1021/ma061687w ↗
76. Miyake G. M. · J. Am. Chem. Soc. · 2007 · 129 · 672410.1021/ja072073p ↗
77. Miyake G. M. · Macromolecules · 2008 · 41 · 340510.1021/ma8000675 ↗
78. Kawauchi T. · J. Am. Chem. Soc. · 2008 · 130 · 1188910.1021/ja8048805 ↗
79. Kumaki J. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2007 · 46 · 534810.1002/anie.200700455 ↗
80. Kawauchi T. · Macromolecules · 2005 · 38 · 915510.1021/ma0517594 ↗
81. Serizawa T. · Nature · 2004 · 429 · 5210.1038/nature02525 ↗
82. Slager J. · Adv. Drug Delivery Rev. · 2003 · 55 · 54910.1016/S0169-409X(03)00042-5 ↗
83. Serizawa T. · J. Am. Chem. Soc. · 2000 · 122 · 189110.1021/ja9913535 ↗
84. Hatada K. · Macromol. Symp. · 1998 · 132 · 22110.1002/masy.19981320121 ↗
85. te Nijenhuis K. · Adv. Polym. Sci. · 1997 · 130 · 244
86. Spevacek J. · Adv. Colloid Interface Sci. · 1987 · 27 · 8110.1016/0001-8686(87)85010-8 ↗
87. Mariott W. R. · J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. · 2007 · 45 · 258110.1002/pola.22097 ↗
88. Mariott W. R. · J. Am. Chem. Soc. · 2003 · 125 · 1572610.1021/ja038522c ↗
89. Allen R. D. · Polym. Bull. · 1986 · 15 · 12710.1007/BF00263389 ↗
90. Carpentier J.-F. · J. Am. Chem. Soc. · 2001 · 123 · 89810.1021/ja003209l ↗
91. bStevens, J. C.; Timmers, F. J.; Wilson, D. R.; Schmidt, G. F.; Nickias, P. N.; Rosen, R. K.; Knight, G. W.; Lai, S.Eur. Pat. Appl. EP 0 416815 A2, 1991.
92. Chen Y.-X. · Organometallics · 1997 · 16 · 364910.1021/om970288+ ↗
93. Berne B. J. · 2000
94. Chu B. · 1991
95. Schmitz K. S. · 1990
96. Kawauchi T. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2008 · 47 · 51510.1002/anie.200703655 ↗
97. Rodriguez-Delgado A. · Macromolecules · 2004 · 37 · 309210.1021/ma049774g ↗
98. Lian B. · Organometallics · 2007 · 26 · 18710.1021/om060838g ↗
99. Schomaker E. · Macromolecules · 1988 · 21 · 220310.1021/ma00185a054 ↗
100. Schomaker E. · Macromolecules · 1988 · 21 · 219510.1021/ma00185a053 ↗