Thermal characterization of copolymers obtained by radiation grafting of styrene onto poly(tetrafluoroethyleneperfluoropropylvinylether) substrates: thermal decomposition, melting behavior and low-temperature transitions

Differential scanning calorimetric (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) have been used to study the thermal decomposition, the melting behavior and low-temperature transitions of copolymers obtained by radiation-induced grafting of styrene onto poly (tetrafluoroethylene- perfluoropropylvinylether) (PFA) substrates. PFA with different contents of perfluoropropylvinylether (PPVE) as a comonomer have been investigated. A two step degradation pattern was observed from TGA thermograms of all the grafted copolymers, which was attributed to degradation of PSTY followed by the degradation of the PFA backbone at higher temperature. One broad melting peak can be identified for all copolymers, which has two components in the samples with higher PPVE content. The melting peak, crystal-crystal transition and the degree of crystallinity of the grafted copolymers increases with radiation grafting up to 50 kGy, followed by a decrease at higher doses. No such decrease was observed in the ungrafted PFA samples after irradiation. This indicated that the changes in the heats of transitions and crystallinity at low doses are due to the radiation effects on the microstructure of PFA (chain scission), whereas at higher doses the grafted PSTY is the driving force behind these changes. (C) 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Copolymers obtained by the radiation-induced grafting of styrene onto poly(tetrafluoroethylene-co-perfluoropropylvinyl ether) substrates. 1. Preparation and structural investigation

A study has been made to investigate the radiation grafting of styrene onto poly(tetrafluoroethylene-co-perfluoropropylvinyl ether) (PFA) substrates, using the simultaneous irradiation method. Two PFA polymers of different comonomer perfluoropropyl vinyl ether (PPVE) content and degree of crystallinity were used. Effects of grafting conditions such as monomer concentrations, type of solvent, dose rate, and irradiation dose on the grafting yield were investigated. Of the six different solvents used, the most efficient in terms of increasing grafting yield were dichloromethane, benzene, and methanol. The degree of grafting increased with increasing radiation dose up to 500 kGy, stabilizing above this dose. However, the grafting yield decreased with an increase in the dose rate. The grafting of styrene onto the PFA substrates was confirmed by FTIR-ATR and micro-Raman spectroscopy, The increase in the overall grafting yield was accompanied by a proportional increase in the penetration depth of the grafts into the substrate.

A study of the radiation degradation of styrene/alkane and α-methylstyrene/alkane copolymers

The effects of copolymer composition and microstructure on the radiation chemistry of styrene/alkane and alpha-methylstyrene/alkane copolymers have been studied. The primary radical species formed on radiolysis of the copolymers at 77 K, and identified by ESR spectroscopy, are the same as those formed during radiolysis of the homopolymers. The yields of radicals for the copolymer are as predicted assuming that the cross-section is proportional to the electron density of each component; however, there is some evidence of radical migration to aromatic groups at 77 K. Changes in molecular structure on irradiation were detected by using C-13 NMR spectroscopy. Evidence of the consumption of terminal double bonds, and chain scission in alpha-methylstyrene/alkane copolymers was found. Measurements of viscosity supported the mechanism of cross-linking predominating in styrene/alkane copolymers, while in alpha-methylstyrene/alkane copolymers chain scission was the major result of irradiation. (C) 2003 Society of Chemical Industry.

Identification and characterization of pptA: a gene involved in the phase-variable expression of phosphorylcholine on pili of Neisseria meningitidis

Pili of pathogenic Neisseria are major virulence factors associated with adhesion, cytotoxicity, twitching motility, autoaggregation, and DNA transformation. Pili are modified posttranslationally by the addition of phosphorylcholine. However, no genes involved in either the biosynthesis or the transfer of phosphorylcholine in Neisseria meningitidis have been identified. In this study, we identified five candidate open reading frames (ORFs) potentially involved in the biosynthesis or transfer of phosphorylcholine to pilin in N. meningitidis. Insertional mutants were constructed for each ORF in N. meningitidis strain C311#3 to determine their effect on phosphorylcholine expression. The effect of the mutant ORFs on the modification by phosphorylcholine was analyzed by Western analysis with phosphorylcholine-specific monoclonal antibody TEPC-15. Analysis of the mutants showed that ORF NMB0415, now defined as pptA (pilin phosphorylcholine transferase A), is involved in the addition of phosphorylcholine to pilin in N. meningitidis. Additionally, the phase variation (high frequency on-off switching of expression) of phosphorylcholine on pilin is due to changes in a homopolymeric guanosine tract in pptA.

Dielectric relaxation dynamics of high-temperature piezoelectric polyimide copolymers

Polyimide co-polymers have been prepared based on different diamines as co-monomers: a diamine without CN groups and a novel synthesized diamine with two CN groups prepared by polycondensation reaction followed by thermal cyclodehydration. Dielectric spectroscopy measurements were performed and the dielectric complex function, ac conductivity and electric modulus of the co-polymers were investigated as a function of CN group content in the frequency range from 0.1 Hz to 107 Hz at temperatures from 25 to 260 °C. For all samples and temperatures above 150ºC, the dielectric constant increases with increasing temperature due to increaseing conductivity. The α-relaxation is just detected for the sample without CN groups, being this relaxation overlapped by the electrical conductivity contributions in the remaining samples. For the copolymer samples and the polymer with CN groups an important Maxwell-Wagner-Sillars contribution is detected. The mechanisms responsible for the dielectric relaxation, conduction process and electric modulus response have been discussed as a function of the CN groups content present in the samples.

Experimental and computational study on the synthesis and characterization of self-assembling meso/macroporous materials in highly concentrated emulsions

Report for the scientific sojourn carried out at Massachusetts General Hospital Cancer Center-Harvard Medical School, Estats Units, from 2010 to 2011. The project aims to study the aggregation behavior of amphiphilic molecules in the continuous phase of highly concentrated emulsions, which can be used as templates for the synthesis of meso/macroporous materials. At this stage of the project, we have investigated the self-assembly of diblock and triblock surfactants under the effect of a confined geometry being surrounded by the droplets of the dispersed phase. These droplets limit the growth of the aggregates, deeply modify their orientation and hence alter their spatial arrangement as compared to the self-assembly taking place far enough from any boundary surface, that is in the bulk. By performing Monte Carlo simulations, we have showed that the interface between the dispersed and continuous phases as well as its shape has a significant impact on the structural order of the resulting aggregates and hence on the potential applications of highly concentrated emulsions as reaction media, drug delivery systems, or templates for meso/macroporous materials. Due to the combined effect of symmetry breaking and morphological frustration, very intriguing structures, such as square columnar liquid crystals, twisted X-shaped aggregates, and helical phases of cylindrical aggregates, never observed in the bulk for the same model surfactant, have been found. The presence of other more conventional structures, such as micelles and cubic and hexagonal liquid crystals, formed at low and high amphiphilic concentrations, respectively, further enhance the interest on this already rich aggregation behavior.

Crystallization and properties of poly(ethylene terephtalate) copolymers containing 5-tert-butyl isophtalic units

The influence of incorporating 5-tert-butyl isophthalic units (tBI) in the polymer chain of poly(ethylene terephthalate) (PET) on the crystallization behavior, crystal structure, and tensile and gas transport properties of this polyester was evaluated. Random poly(ethyleneterephthalate-co-5-tert-butyl isophthalate) copolyesters (PETtBI) containing between 5 and 40 mol% of tBI units were examined. Isothermal crystallization studies were performed on amorphous glassy films at 120 8C and on molten samples at 200 8C by means of differential scanning calorimetry. Furthermore, the non-isothermal crystallization behavior of the copolyesters was investigated. It was observed that both crystallinity and crystallization rate of the PETtBI copolyesters tend to decrease largely with the comonomeric content, except for the copolymer containing 5 mol% of tBI units, which crystallized faster than PET. Fiber X-ray diffraction patterns of the semicrystalline PETtBI copolyesters proved that they adopt the same triclinic crystal structure as PET with the comonomeric units being excluded from the crystalline phase. Although PETtBI copolyesters became brittle for higher contents in tBI, the tensile modulus and strength of PET were barely affected by copolymerization. The ncorporation of tBI units slightly increased the permeability of PET, but copolymers containing up to 20 mol% of the comonomeric units were still able to present barrier properties.

Interação tensoativo/hidrótropo em sistemas aquosos, utilizando ressonância magnética nuclear de ¹H e 13C

In this work, it was studied the behavior of the nonionic surfactant aqueous solutions, containing or not a hydrotropic agent, by resonance magnetic nuclear (NMR). We have studied monofunctional diblock copolymers of poly(propylene oxide-ethylene oxide) (R-PPO-PEO-OH, where R length is linear C4) as nonionic surfactant and sodium p-toluenesulfonate (NaPTS) as hydrotropic agent. The critical micelle concentration (CMC) of the aqueous copolymer solution was obtained from ¹H-NMR. The preliminary study of the interaction between the copolymer, under the unimer and micelle forms, and the hydrotrope, in aqueous solutions, was evaluated by ¹H-NMR and 13C-NMR.

Thermal behaviour of TEGMMA copolymers obtained by photopolymerization using iron complexes

Copolymers of methyl methacrylate (MMA) and triethyleneglycol dimethacrylate (TEGDMA) obtained by photoinitiated polymerization using Fe(III) complexes were submitted to thermogravimetry (TGA) under dynamic air atmosphere and N2, and differential scanning calorimetric analysis (DSC). Thermal events were observed only between 90 - 110 ºC. Glass transitions were observed at ca. 100 ºC, followed by an exothermic peak at 170 ºC. The exothermic peak was assigned to a thermal curing process due to the presence of unreacted vinyl groups of the monomers. DSC revealed to be a useful tool to evaluate the curing completeness in this kind of material, using small amounts of sample in relatively short time.

Poly(ethylene-co-acrylic acid) random copolymers : amphiphilic properties and self-assembly in aqueous medium

Les travaux de recherche présentés ici avaient pour objectif principal la synthèse de copolymères statistiques à base d’éthylène et d’acide acrylique (AA). Pour cela, la déprotection des groupements esters d’un copolymère statistique précurseur, le poly(éthylène-co-(tert-butyl)acrylate), a été effectuée par hydrolyse à l’aide d’iodure de triméthylsilyle. La synthèse de ce précurseur est réalisée par polymérisation catalytique en présence d’un système à base de Palladium (Pd). Le deuxième objectif a été d’étudier et de caractériser des polymères synthétisés à l’état solide et en suspension colloïdale. Plusieurs copolymères précurseurs comprenant différents pourcentages molaires en tert-butyl acrylate (4 à 12% molaires) ont été synthétisés avec succès, puis déprotégés par hydrolyse pour obtenir des poly(éthylène-coacide acrylique) (pE-co-AA) avec différentes compositions. Seuls les copolymères comprenant 10% molaire ou plus de AA sont solubles dans le Tétrahydrofurane (THF) et uniquement dans ce solvant. De telles solutions peuvent être dialysées dans l’eau, ce qui conduit à un échange lent entre cette dernière et le THF, et l’autoassemblage du copolymère dans l’eau peut ensuite être étudié. C’est ainsi qu’ont pu être observées des nanoparticules stables dans le temps dont le comportement est sensible au pH et à la température. Les polymères synthétisés ont été caractérisés par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) ainsi que par spectroscopie Infra-Rouge (IR), avant et après déprotection. Les pourcentages molaires d’AA ont été déterminés par combinaison des résultats de RMN et ii de titrages conductimètriques. A l’état solide, les échantillons ont été analysés par Calorimétrie différentielle à balayage (DSC) et par Diffraction des rayons X. Les solutions colloïdales des polymères pE-co-AA ont été caractérisées par Diffusion dynamique de la lumière et par la DSC-haute sensibilité. De la microscopie électronique à transmission (TEM) a permis de visualiser la forme et la taille des nanoparticules.

Phosphorylcholine based amphiphilic polymers for the solubilization of integral membrane proteins

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Nanostructure des particules polymériques : aspects physiques, chimiques et biologiques

Les nanotechnologies appliquées aux sciences pharmaceutiques ont pour but d’améliorer l’administration de molécules actives par l’intermédiaire de transporteurs nanométriques. Parmi les différents types de véhicules proposés pour atteindre ce but, on retrouve les nanoparticules polymériques (NP) constituées de copolymères “en bloc”. Ces copolymères permettent à la fois l’encapsulation de molécules actives et confèrent à la particule certaines propriétés de surface (dont l’hydrophilicité) nécessaires à ses interactions avec les milieux biologiques. L’architecture retenue pour ces copolymères est une structure constituée le plus fréquemment de blocs hydrophiles de poly(éthylène glycol) (PEG) associés de façon linéaire à des blocs hydrophobes de type polyesters. Le PEG est le polymère de choix pour conférer une couronne hydrophile aux NPs et son l’efficacité est directement liée à son organisation et sa densité de surface. Néanmoins, malgré les succès limités en clinique de ces copolymères linéaires, peu de travaux se sont attardés à explorer les effets sur la structure des NPs d’architectures alternatives, tels que les copolymères en peigne ou en brosse. Durant ce travail, plusieurs stratégies ont été mises au point pour la synthèse de copolymères en peigne, possédant un squelette polymérique polyesters-co-éther et des chaines de PEG liées sur les groupes pendants disponibles (groupement hydroxyle ou alcyne). Dans la première partie de ce travail, des réactions d’estérification par acylation et de couplage sur des groupes pendants alcool ont permis le greffage de chaîne de PEG. Cette méthode génère des copolymères en peigne (PEG-g-PLA) possédant de 5 à 50% en poids de PEG, en faisant varier le nombre de chaînes branchées sur un squelette de poly(lactique) (PLA). Les propriétés structurales des NPs produites ont été étudiées par DLS, mesure de charge et MET. Une transition critique se situant autour de 15% de PEG (poids/poids) est observée avec un changement de morphologie, d’une particule solide à une particule molle (“nanoagrégat polymére”). La méthode de greffage ainsi que l’addition probable de chaine de PEG en bout de chaîne principale semblent également avoir un rôle dans les changements observés. L’organisation des chaînes de PEG-g-PLA à la surface a été étudiée par RMN et XPS, méthodes permettant de quantifier la densité de surface en chaînes de PEG. Ainsi deux propriétés clés que sont la résistance à l’agrégation en conditions saline ainsi que la résistance à la liaison aux protéines (étudiée par isothermes d’adsorption et microcalorimétrie) ont été reliées à la densité de surface de PEG et à l’architecture des polymères. Dans une seconde partie de ce travail, le greffage des chaînes de PEG a été réalisé de façon directe par cyclo-adition catalysée par le cuivre de mPEG-N3 sur les groupes pendants alcyne. Cette nouvelle stratégie a été pensée dans le but de comprendre la contribution possible des chaines de PEG greffées à l’extrémité de la chaine de PLA. Cette librairie de PEG-g-PLA, en plus d’être composée de PEG-g-PLA avec différentes densités de greffage, comporte des PEG-g-PLA avec des PEG de différent poids moléculaire (750, 2000 et 5000). Les chaines de PEG sont seulement greffées sur les groupes pendants. Les NPs ont été produites par différentes méthodes de nanoprécipitation, incluant la nanoprécipitation « flash » et une méthode en microfluidique. Plusieurs variables de formulation telles que la concentration du polymère et la vitesse de mélange ont été étudiées afin d’observer leur effet sur les caractéristiques structurales et de surface des NPs. Les tailles et les potentiels de charges sont peu affectés par le contenu en PEG (% poids/poids) et la longueur des chaînes de PEG. Les images de MET montrent des objets sphériques solides et l'on n’observe pas d’objets de type agrégat polymériques, malgré des contenus en PEG comparable à la première bibliothèque de polymère. Une explication possible est l’absence sur ces copolymères en peigne de chaine de PEG greffée en bout de la chaîne principale. Comme attendu, les tailles diminuent avec la concentration du polymère dans la phase organique et avec la diminution du temps de mélange des deux phases, pour les différentes méthodes de préparation. Finalement, la densité de surface des chaînes de PEG a été quantifiée par RMN du proton et XPS et ne dépendent pas de la méthode de préparation. Dans la troisième partie de ce travail, nous avons étudié le rôle de l’architecture du polymère sur les propriétés d’encapsulation et de libération de la curcumine. La curcumine a été choisie comme modèle dans le but de développer une plateforme de livraison de molécules actives pour traiter les maladies du système nerveux central impliquant le stress oxydatif. Les NPs chargées en curcumine, montrent la même transition de taille et de morphologie lorsque le contenu en PEG dépasse 15% (poids/poids). Le taux de chargement en molécule active, l’efficacité de changement et les cinétiques de libérations ainsi que les coefficients de diffusion de la curcumine montrent une dépendance à l’architecture des polymères. Les NPs ne présentent pas de toxicité et n’induisent pas de stress oxydatif lorsque testés in vitro sur une lignée cellulaire neuronale. En revanche, les NPs chargées en curcumine préviennent le stress oxydatif induit dans ces cellules neuronales. La magnitude de cet effet est reliée à l’architecture du polymère et à l’organisation de la NP. En résumé, ce travail a permis de mettre en évidence quelques propriétés intéressantes des copolymères en peigne et la relation intime entre l’architecture des polymères et les propriétés physico-chimiques des NPs. De plus les résultats obtenus permettent de proposer de nouvelles approches pour le design des nanotransporteurs polymériques de molécules actives.

Development of novel surface coatings based on acrylic copolymers

The present study describes the preparation of Vinyl acetate-Butyl acrylate copolymer lattices of varying compositions and solid contents by semicontinuous emulsion polymerization method. This copolymer lattices were used as binder to develop a new surface coating formulation. The properties of this surface coating were improved by using nano TiO2 colloidal sol as a pigment. Antimicrobial activity of surface coatings was improved by the addition of carboxymethyl chitosan as biocide. Uniformly dispersed tyre crumb was used to give a mat finish to the coating. The mechanical properties adhesive properties, thermal properties etc. of the coatings are presented in thesis.

Studies On Thermoplastic Elastomers With Special Reference To Triblock Copolymers And Nbr/Pvc Blends

Thermoplastic elastomers are a relatively new class of materials which compete with thermoset rubbers in some areas and thermoplastic materials in other areas. The main thrust of the present investigation is a comparative study’ on commercially .available triblock. styrene thermoplastic elastomers and those derived from blends of acrylonitrile-butadiene rubber and poly(vinyl chloride). The styrene—based thermoplastic elastomers are gaining acceptance as a replacement for both natural and synthetic rubber‘ in many‘ applications. TPEs based on blends of elastomers and plastics ix: the fastest growing segment of the broad class of thermoplastic elastomers. Broad applicability and simple technology of production are the attractive features of this class of TPES. NBR/PVC thermoplastic elastomers were selected for this investigation due to the versatility of PVC, its number one position, low cost. ability to Ina compounded into various flexible and rigid form with good physical and chemical and weathering properties etc., which will be passed over to PVC blends especially NBR/PVC blends which are known to form miscible systems

Block Copolymers of Unsaturated Polyesters and Functional Elastomers

Block copolymers of unsaturated polyester were prepared by condensation polymerization of hydroxyl or carboxyl terminated liquid rubbers with maleic anhydride, phthalic anhydride, and propylene glycol. The condensate obtained was mixed with styrene monomer to get an unsaturated polyester resin formulation. In this study, copolymers of unsaturated polyesters with hydroxy terminated polybutadiene, carboxy terminated nitrile rubber, and hydroxy terminated natural rubber were prepared. Mechanical properties such as tensile strength, tensile modulus, elongation at break, toughness, impact strength, surface hardness, abrasion resistance, and water absorption were evaluated after the resin was cured in appropriate molds for comparison with the control resin. The fracture toughness and impact resistance of CTBN-modified unsaturated polyester show substantial improvement by this copolymerization without seriously affecting any other property