New Poly(imide)s Bearing Alkyl Side-Chains: A Study on the Impact of Size and Shape of Lateral Groups on Thermal, Mechanical, and Gas Transport Properties

Nuevas cadenas laterales de alquilo con soporte de poli(imida): un estudio sobre el impacto del tamaño y la forma de los grupos laterales en las propiedades térmicas, mecánicas y de transporte de gas

dc.contributorferg@uc.cl; gmperez80@gmail.com; vniebla@uc.cl; iajessop@uta.cl; rudy.martint@utem.cl; deysma.coll@mayor.cl; pablo.ortiza@mayor.cl; mjav@cicy.mx; ltagle@uc.cl; cterraza@uc.cl; atundido@uc.cl
dc.contributorFONDECYT Postdoctoral Fellowship [3160724]; FONDEQUIP [EQM120021]
dc.contributorMartin-Trasanco, Rudy https://orcid.org/0000-0001-6631-4238
dc.contributorTundidor, Alain https://orcid.org/0000-0001-8653-8722
dc.contributorTerraza, Claudio https://orcid.org/0000-0002-6326-8771
dc.creatorRodriguez-Gonzalez, Fidel E.
dc.creatorPerez, German
dc.creatorNiebla, Vladimir
dc.creatorJessop, Ignacio
dc.creatorMartin-Trasanco, Rudy
dc.creatorColl, Deysma
dc.creatorOrtiz, Pablo
dc.creatorAguilar-Vega, Manuel
dc.creatorTagle, Luis H.
dc.creatorTerraza, Claudio A.
dc.creatorTundidor-Camba, Alain
dc.date2023-04-18T01:53:36Z
dc.date2023-04-18T01:53:36Z
dc.date202+
dc.date.accessioned2023-09-27T20:20:01Z
dc.date.available2023-09-27T20:20:01Z
dc.identifierhttps://repositorio.uta.cl/xmlui/handle/20.500.14396/2687
dc.identifier2077-0375
dc.identifier10.3390/membranes10070141
dc.identifierMW6IX
dc.identifier32635517
dc.identifierWOS:000557139000001
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8943334
dc.descriptionA set of five new aromatic poly(imide)s (PIs) incorporating pendant acyclic alkyl moieties were synthesized. The difference among them was the length and bulkiness of the pendant group, which comprises of linear alkyl chains from three to six carbon atoms, and atert-butyl moiety. The effect of the side group length on the physical, thermal, mechanical, and gas transport properties was analyzed. All PIs exhibited low to moderate molecular weights (Mn ranged between 27.930-58.970 Da, and Mw ranged between 41.760-81.310 Da), good solubility in aprotic polar solvents, except for PI-t-4, which had atert-butyl moiety and was soluble even in chloroform. This behaviour was probably due to the most significant bulkiness of the side group that increased the interchain distance, which was corroborated by the X-ray technique (PI-t-4showed twod-spacing values: 5.1 and 14.3 A). Pure gas permeabilities for several gases were reported (PI-3(Barrer): He(52); H-2(46); O-2(5.4); N-2(1.2); CH4(1.1); CO2(23);PI-t-4(Barrer): He(139); H-2(136); O-2(16.7); N-2(3.3); CH4(2.3); CO2(75);PI-5(Barrer): He(44); H-2(42); O-2(5.9); N-2(1.4); CH4(1.2); CO2(27);PI-6(Barrer): He(45); H-2(43); O-2(6.7); N-2(1.7); CH4(1.7); CO2(32)). Consistent higher volume in the side group was shown to yield the highest gas permeability. All poly(imide)s exhibited high thermal stability with 10% weight loss degradation temperature between 448-468 degrees C and glass transition temperature between 240-270 degrees C. The values associated to the tensile strength (45-87 MPa), elongation at break (3.2-11.98%), and tensile modulus (1.43-2.19 GPa) were those expected for aromatic poly(imide)s.
dc.descriptionSe sintetizó un conjunto de cinco nuevas poli(imidas) aromáticas (PI) que incorporan restos alquilo acíclicos colgantes. La diferencia entre ellos era la longitud y el volumen del grupo pendiente, que se compone de cadenas alquílicas lineales de tres a seis átomos de carbono y un resto aterbutilo. Se analizó el efecto de la longitud del grupo lateral sobre las propiedades físicas, térmicas, mecánicas y de transporte de gases. Todos los PI exhibieron pesos moleculares bajos a moderados (Mn osciló entre 27.930 y 58.970 Da y Mw osciló entre 41.760 y 81.310 Da), buena solubilidad en solventes polares apróticos, excepto PI-t-4, que tenía un resto aterbutilo y era soluble incluso en cloroformo. Este comportamiento probablemente se debió al mayor abultamiento del grupo lateral que incrementó la distancia entre cadenas, lo cual fue corroborado por la técnica de rayos X (PI-t-4 mostró valores de dos espaciamientos: 5.1 y 14.3 A). Se reportaron permeabilidades de gas puro para varios gases (PI-3(Barrer): He(52); H-2(46); O-2(5.4); N-2(1.2); CH4(1.1); CO2(23 );PI-t-4(barrera): He(139); H-2(136); O-2(16,7); N-2(3,3); CH4(2,3); CO2(75);PI-5 (Barrer): He (44); H-2 (42); O-2 (5.9); N-2 (1.4); CH4 (1.2); CO2 (27); PI-6 (Barrer): He (45) ); H-2(43); O-2(6,7); N-2(1,7); CH4(1,7); CO2(32)). Se demostró que un mayor volumen constante en el grupo lateral produce la mayor permeabilidad al gas. Todas las poli(imidas) exhibieron una alta estabilidad térmica con una temperatura de degradación de pérdida de peso del 10% entre 448 y 468 grados C y una temperatura de transición vítrea entre 240 y 270 grados C. Los valores asociados a la resistencia a la tracción (45 a 87 MPa), elongación a la rotura (3,2-11,98 %) y el módulo de tracción (1,43-2,19 GPa) fueron los esperados para las poli(imidas) aromáticas.
dc.formatapplication/pdf
dc.format18 páginas
dc.languageEnglish
dc.publisherMDPI
dc.relationMembranes, vol.10 no.7 (2020)
dc.relationhttps://doi.org/10.3390/membranes10070141
dc.rightsgold, Green Published
dc.rightsAcceso abierto
dc.sourceMembranes
dc.subjectAromatic Poly(Imide)S
dc.subjectBulky Pendant Groups
dc.subjectGas Permeability
dc.subjectStructure-Property Relationship
dc.subjectAromatic Polyimides
dc.subjectFluorinated Polyimides
dc.subjectOrganic Materials
dc.subjectEther
dc.subjectPermeability
dc.subjectSolubility
dc.subjectTransition
dc.subjectPoli(Imidas) Aromáticas
dc.subjectGrupos Colgantes Voluminosos
dc.subjectPermeabilidad A los Gases
dc.subjectRelación Estructura-Propiedades
dc.subjectPoliimidas Aromáticas
dc.subjectPoliimidas Fluoradas
dc.subjectMateriales Orgánicos
dc.subjectÉter
dc.subjectPermeabilidad
dc.subjectSolubilidad
dc.subjectTransición
dc.titleNew Poly(imide)s Bearing Alkyl Side-Chains: A Study on the Impact of Size and Shape of Lateral Groups on Thermal, Mechanical, and Gas Transport Properties
dc.titleNuevas cadenas laterales de alquilo con soporte de poli(imida): un estudio sobre el impacto del tamaño y la forma de los grupos laterales en las propiedades térmicas, mecánicas y de transporte de gas
dc.typeArtículo de revista


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