Nucleophilic substitution in PVC. Additional NMR proof of the conformational mechanism

Achieving Enhanced Dielectric and Energy Storage Performance in Poly(vinyl chloride-glycidyl methacrylate) through Tuning Interchain Interactions

Glassy polymer dielectrics exhibit significant advantages in energy storage density and discharge efficiency; however, their potential application in thin-film capacitors is limited by the complexity of the production process, rising costs, and processing challenges arising from the brittleness of the material. In this study, a small amount of the polar monomer glycidyl methacrylate (GMA) was copolymerized with vinyl chloride (VC) using a highly integrated and precisely controlled process. This effectively facilitated the bulk synthesis of P(VC-GMA) copolymers, aimed at enhancing the dielectric properties and energy storage capabilities of the copolymer. Moreover, the incorporation of GMA into PVC induces significant alterations in the structural sequence of the copolymer, resulting in an enhancement of interchain interactions that ultimately contribute to an increase in the modulus and improved breakdown strength. With a GMA content of 2.4 mol %, P(VC-GMA) exhibits a significant enhancement in discharge energy density, surpassing that of a pure PVC copolymer, while maintaining high discharge efficiency and stability. The finding of this study paves the way for future advancements in high-energy-storage polymer dielectrics, thereby expanding the scope of advanced dielectric materials.

Estudo de propriedades de PVC modificado com grupos alquila e benzila

O poli(cloreto de vinila) (PVC) é o segundo termoplástico mais consumido em todo o mundo, sendo considerado o mais versátil dentre os plásticos. A grande versatilidade do PVC deve-se a suas propriedades e também a sua adequação aos mais variados processos de transformação. Uma vez que a resina de PVC é atóxica e inerte, a escolha de aditivos com essas mesmas características, permite a fabricação de filmes para embalagens de alimentos e produtos médico-hospitalares. Entretanto, suas propriedades podem se alterar quando submetido a qualquer processo de esterilização, especialmente por radiação gama. Neste trabalho foi realizado um estudo sobre a flexibilidade e estabilidade frente à radiação gama do PVC modificado quimicamente. O PVC foi modificado pela substituição de átomos de cloro por grupos alquila e benzila através de reações com reagentes de Grignard. Amostras de PVC modificado foram caracterizadas por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN ¹H), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier e calorimetria diferencial exploratória. A degradação do PVC modificado, quando submetido à radiação gama, foi avaliada por seus parâmetros viscosimétricos. De uma forma geral, o PVC modificado apresentou maior estabilidade à radiação gama que o original. O polímero modificado por substituição do cloro por grupo que contém um anel aromático foi o que apresentou maior estabilidade, quando submetido à dose de esterilização de 25 kGy. O PVC modificado apresentou temperaturas de transição vítrea ligeiramente mais baixas que o PVC original, indicando uma tendência ao aumento de flexibilidade pela presença de grupos alquila e benzila na cadeia do polímero.