Insights into Radical Polymerization of Acrylates: DFT-Guided Kinetic Analysis of Secondary Reactions

Promovendus/a: Fernando Lugo

Promotor(en): Prof. Maarten Sabbe, Prof. Paul Van Steenberge, Prof. Mariya Edeleva

Naarmate de wereldbevolking is gegroeid is de vraag naar massaproducten gestegen, een trend waaraan polymeren met succes hebben voldaan. Polymeren zijn doorgedrongen in het dagelijks leven en hebben verschillende maatschappelijke veranderingen teweeggebracht. Ze verschijnen in vormen als synthetische vezelkleding, polyethyleen voorwerpen, onderdelen van glasvezel, nylon lagers, coatings op basis van polymeren, epoxylijmen, polyurethaanschuim, medische hulpmiddelen zoals siliconen hartkleppen en anti-aanbak kookgerei met Teflon coatings. Inzicht in de materiaaleigenschappen van polymeren is cruciaal voor deze gevarieerde toepassingen. Het polymerisatieproces en het specifieke type polymeer bepalen de microstructuur, die wordt beïnvloed door de reactieomstandigheden. Omdat trial-and-error methodologieën om dit gedrag beter te begrijpen tijdrovend zijn, worden vaak computationele modellen gebruikt als aanvulling op experimenteel onderzoek naar polymerisatie. Deze modellen vereisen nauwkeurige snelheidscoëfficiënten om de eigenschappen te kunnen voorspellen. De complexiteit van polymeerreactienetwerken bemoeilijkt een nauwkeurige experimentele bepaling hiervan echter, zeker voor secondaire reacties. De theoretische kwantumchemische berekeningen in dit werk bieden een alternatief voor de bepaling van de snelheidscoëfficiënt. Het aldus geconstrueerde model slaagt er succesvol in een veelzijdige set experimenten voor de polymerisatie van butylacrylaat correct te voorspellen, wat aantoont dat de ontwikkelde methodologie verder gebruikt kan worden voor het onderzoeken van secondaire reacties bij polymerisatie.