Molecular aspects of radical Polymerizations -The propagation frequency

Macromolecular Rapid Communications

Volumn 31, Issue 5, 2010, Pages 419-442

  Tauer, Klaus ^a   Hernandez, Hugo F ^a  

^a MAX PLANCK INSTITUTE OF COLLOIDS AND INTERFACES   (Germany)

Author keywords

Bulk polymerization; Emulsion polymerization; Molecular modeling; Propagation frequency; Radical polymerization

Indexed keywords

BULK POLYMERIZATION; HOMOGENEOUS POLYMERIZATION; KINETIC DESCRIPTION; MOLECULAR ASPECTS; MONOMER CONCENTRATION; PROPAGATION RATE CONSTANT; RADICAL POLYMERIZATION; REACTION SITES;

ATOM TRANSFER RADICAL POLYMERIZATION; EMULSIFICATION; EMULSION POLYMERIZATION; MOLECULAR MODELING; MONOMERS; RATE CONSTANTS;

FREE RADICAL POLYMERIZATION;

EID: 77649210752     PISSN: 10221336     EISSN: 15213927     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/marc.200900609     Document Type: Review

References (166)

1. H. S. Taylor, A. A. Vernon, J. Am. Chem. Soc. 1931, 53, 2527.
2. M. Bodenstein, Z. Physik. Chem. 1914, 85, 329.
3. P. J. Flory, J. Am. Chem. Soc. 1937, 59, 241.
4. T. Junkers, C. Bamer-Kowollik, J. Polym. Sci., Part A 2008, 46, 7585.
5. A. N. Nikitin, R. A. Hutchinson, Macromolecules 2005, 38, 1581.
6. A. N. Nikitin, R. A. Hutchinson, Macromol. Theory Simul 2006, 15, 128.
7. A. Berthoud, H. Bellenot, Helv. Chim. Acta 1923, 7, 307.
8. F. Briers, D. L. Chapman, E. Walters, J. Chem. Soc. 1926, 562.
9. H. W. Melville, Proc. R. Soc. London, Ser. A 1937, 163, 511.
10. T. T. Jones, H. W. Melville, Proc. R. Soc. London, Ser. A 1940, 175, 392.
11. G. M. Burnett, H. W. Melville, Nature 1945, 156, 661.
12. G. M. Burnett, H. W. Melville, Proc. R. Soc. London, Ser. A 1947, 189, 456.
13. C. H. Bamford, M. J. S. Dewar, Proc. R. Soc. London, Ser. A 1948, 192, 309.
14. O. F. Olaj, I. Bitai, G. Gleixner, Makromol. Chem. 1985, 186, 2596.
15. M. Buback, H. Hippler, J. Schweer, H. P. Vogele, Makromol. Chem. Rapid Commun. 1986, 7, 261.
16. T. P. Davis, J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 1994, 77, 1.
17. V. N. Genkin, V. V. Sokolov, Dokl. Akad. Nauk 1977, 234, 94.
18. A. P. Aleksandrov, V. N. Genkin, M. S. Kitai, I. M. Smirnova, V. V. Sokolov, Kvantovaya Elektron. (Moscow) 1977, 4, 976.
19. J. M. Asua, S. Beuermann, M. Buback, P. Castignolles, B. Charleux, R. G. Gilbert, R. A. Hutchinson, J. R. Leiza, A. N. Nikitin, J. P. Vairon, A. M. van Herk, Macromol. Chem. Phys. 2004, 205, 2151.
20. W. Lau, D. G. Westmoreland, R. W. Novak, Macromolecules 1987, 20, 457.
21. S. E. Bresler, V. N. Shadrin, E. N. Kazbekov, V. N. Fomichev, Makromol. Chem. 1972, 157, 167.
22. S. E. Bresler, E. N. Kazbekov, V. N. Shadrin, Macromol. Chem. Phys. 1974, 175, 2875.
23. B. Yamada, M. Kageoka, T. Otsu, Polymer Bull. 1992, 29, 385.
24. M. Kamachi, A. Kajiwara, Macromol. Chem. Phys. 2000, 201, 2160.
25. A. Kajiwara, M. Kamachi, Macromol. Chem. Phys. 2000, 201, 2165.
26. M. J. Ballard, R. G. Gilbert, D. H. Napper, P. J. Pomery, P. W. Osullivan, J. H. Odonnell, Macromolecules 1986, 19, 1303.
27. M. Buback, R. G. Gilbert, R. A. Hutchinson, B. Klumperman, F. D. Kuchta, B. G. Manders, K. F. Odriscoll, G. T. Russell, J. Schweer, Macromol. Chem. Phys. 1995, 196, 3267.
28. M. P. Tonge, A. Kajiwara, M. Kamachi, R. G. Gilbert, Polymer 1998, 39, 2305.
29. M. Buback, C. Kowollik, M. Kamachi, A. Kajiwara, Macromolecules 1998, 31, 7208.
30. M. Buback, R. G. Gilbert, G. T. Russell, D. J. T. Hill, G. Moad, K. F. Odriscoll, J. Shen, M. A. Winnik, J. Polym. Sci., Part. A: Polym. Chem. 1992, 30, 851.
31. J. A. Biesenberger, R. Capinpin, J. Appl. Polym. Sci. 1972, 16, 695.
32. K. F. O'Driscoll, Pure Appl. Chem. 1981, 53, 617.
33. G. Odian, Principles of Polymerization, Wiley, New York 1991, p. 206.
34. H.-G. Elias, Makromoleküle, Wiley-VCH, Weinheim 1999, Vol.1, p. 316.
35. M. J. Ballard, R. G. Gilbert, D. H. Napper, P. J. Pomery, J. H. Odonnell, Macromolecules 1984, 17, 504.
36. W. Lau, D. G. Westmoreland, Macromolecules 1992, 25, 4448.
37. H. Y. Parker, D. G. Westmoreland, H. R. Chang, Macromolecules 1996, 29, 5119.
38. M. Buback, J. Schweer, Macromol. Rapid Commun. 1988, 9, 699.
39. M. Buback, J. Schweer, Macromol. Rapid Commun. 1988, 9, 145.
40. M. Buback, J. Schweer, Z. Physik. Chem. 1989, 161, 153.
41. M. Deady, A. W. H. Mau, G. Moad, T. H. Spurling, Makromol. Chem. 1993, 194, 1691.
42. R. G. W. Norrish, R. R. Smith, Nature 1942, 150, 336.
43. T. J. Tulig, M. Tirrell, Macromolecules 1981, 14, 1501.
44. T. J. Tulig, M. Tirrell, Macromolecules 1982, 15, 459.
45. O. F. Olaj, G. Zifferer, G. Gleixner, Makromol. Chem. 1986, 187, 977.
46. O. F. Olaj, G. Zifferer, Macromolecules 1987, 20, 850.
47. T. M. Lovestead, K. A. Berchtold, C. N. Bowman, Macromolecules 2005, 38, 6374.
48. A. E. Nicholson, R. G. W. Norrish, Discuss. Faraday Soc. 1956, 104.
49. H. Fischer, H. Paul, Ace. Chem. Res. 1987, 20, 200.
50. M. Buback, M. Egorov, R. G. Gilbert, V. Kaminsky, O. F. Olaj, G. T. Russell, P. Vana, G. Zifferer, Macromol Chem. Phys. 2002, 203, 2570.
51. P. J. Flory, Principles of Polymer Chemistry, Cornell University Press, Ithaca 1953, Chapter 3, p. 70.
52. J. Brandrup, E. H. Immergut, E. A. Grulke, Polymer Handbook, Wiley-Interscience, New York 1999, Vol.1, II p. 77.
53. H.-G. Elias, Makromoleküle, Wiley-VCH, Weinheim 1999, Vol.1, p. 163.
54. T. P. Davis, K. F. Odriscoll, M. C. Piton, M. A. Winnik, Macromolecules 1989, 22, 2785.
55. O. F. Olaj, I. Schnöll-Bitai, Eur. Polym. J. 1989, 25, 635.
56. G. Moad, E. Rizzardo, D. H. Solomon, A. L. J. Beckwith, Polymer Bull. 1992, 29, 647.
57. A. A. Gridnev, S. D. Ittel, Macromolecules 1996, 29, 5864.
58. P. B. Zetterlund, W. K. Busfield, I. D. Jenkins, Macromolecules 1999, 32, 8041.
59. O. F. Olaj, P. Vana, M. Zoder, A. Komherr, G. Zifferer, Macromol. Rapid Commun. 2000, 21, 913.
60. M. Jung, E. M. S. van Hamersveld, T. Julien, A. A. van Herk, Macromol Rapid Commun. 2001, 22, 978.
61. O. F. Olaj, P. Vana, M. Zoder, Macromolecules 2002, 35, 1208.
62. R. X. E. Willemse, B. B. P. Staal, A. M. van Herk, S. C. J. Pierik, B. Klumperman, Macromolecules 2003, 36, 9797.
63. O. F. Olaj, M. Zoder, P. Vana, A. Kornherr, I. Schnöll-Bitai, G. Zifferer, Macromolecules 2005, 38, 1944.
64. J. P. A. Heuts, G. T. Russell, Eur. Polym. J. 2006, 42, 3.
65. H. Fischer, L. Radom, Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1340.
66. T. Fukuda, Y. D. Ma, H. Inagaki, Macromolecules 1985, 18, 17.
67. M. L. Coote, L. P. M. Johnston, T. P. Davis, Macromolecules 1997, 30, 8191.
68. R. A. Hutchinson, J. H. McMinn, D. A. Paquet, S. Beuermann, C. Jackson, Ind. Eng. Chem. Res. 1997, 36, 1103.
69. L. Wojnarovits, E. Takacs, Rad. Phys. Chem. 1999, 55, 639.
70. M. S. Matheson, E. E. Auer, E. B. Bevilacqua, E. J. Hart, J. Am. Chem. Soc. 1951, 73, 1700.
71. G. M. Burnett, Trans. Faraday Soc. 1950, 46, 772.
72. M. Morton, P. P. Salatiello, H. Landfield, J. Polym. Sci. 1952, 8, 279.
73. W. V. Smith, J. Am. Chem. Soc. 1948, 70, 3695.
74. S. Beuermann, Macromol. Rapid Commun. 2009, 30, 1066.
75. D. A. Shipp, T. A. Smith, D. H. Solomon, G. Moad, Macromol. Rapid Commun. 1995, 16, 837.
76. L. H. Garciarubio, M. G. Lord, J. F. Macgregor, A. E. Hamielec, Polymer 1985, 26, 2001.
77. S. Beuermann, M. Buback, Progr. Polym. Sci. 2002, 27, 191.
78. M. Gaborieau, J. Nicolas, M. Save, B. Charleux, J. P. Vairon, R. G. Gilbert, P. Castignolles, J. Chromatogr. A 2008, 1190, 215.
79. P. Castignolles, R. Graf, M. Parkinson, M. Wilhelm, M. Gaborieau, Polymer 2009, 50, 2373.
80. C. Hagiopol, Copolymerization - Towards a Systematic Approach, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York 1999, p. 228.
81. W. I. Bengough, Proc. R. Soc. London Ser. A 1961, 260, 205.
82. F. A. Carey, R. J. Sundberg, Advanced Organic Chemistry, Part A: Structure and Mechanisms, Plenum Press, New York 1993, p. 208.
83. J. March, Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, Fourth Edition, J. Wiley & Sons, Inc., New York 1992, p. 1495.
84. E. Ceppi, W. Eckhardt, C. A. Grob, Tetrahedron Lett. 1973, 3627.
85. M. A. Fox, J. K. Whitesell, Organische Chemie, Spektrum Akademischer Verlag GmbH, Heidelberg 1995, 403.
86. H. G. O. Becker, Organikum, Wiley-VCH, Weinheim 1999, p. 159.
87. R. Bhattacharya, S. Basu, Trans. Faraday Soc. 1958, 54, 1223.
88. K. Muenger, H. Fischer, Int. J. Chem. Kinet. 1985, 17, 809.
89. W. L Mattice, U. W. Suter, Conformational Theory of Large Molecules: The Rotational Isomeric State Model in Macromolecular Systems, J. Wiley & Sons, Inc., New York 1994, p. 449.
90. H. Morawetz, Acc. Chem. Res. 1970, 3, 354.
91. S. V. Kozlov, Eur. Polym. J. 1980, 16, 1241.
92. H. F. Hernandez, K. Tauer, Macromol. Symp. 2008, 271, 64.
93. D. Urban, D. Distler, Polymer Dispersions and Their Industrial Applications, Wiley-VCH, Weinheim 2002.
94. H. F. Hernandez, K. Tauer, Macromol. React. Eng. 2009, 3, 375.
95. S. Kozempel, K. Tauer, G. Rother, Polymer 2005, 46, 1169.
96. K. Tauer, S. Kozempel, G. Rother, J. Colloid Interface Sci. 2007, 312, 432.
97. M. Sedlak, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 4329.
98. M. Sedlak, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 4339.
99. K. Tauer, H. F. Hernandez, S. Kozempel, O. Lazareva, P. Nazaran, Macromol. Symp. 2007, 259, 253.
100. K. Tauer, H. Hernandez, S. Kozempel, O. Lazareva, P. Nazaran, Colloid Polym. Sci. 2008, 286, 499.
101. S. Kozempel, Emulgatorfreie Emulsionspolymerisation- Monomerlösungszustand und Teilchenbildung, MPI of Colloids and Interfaces, University of Potsdam, Potsdam, Germany, 2005.
102. W. H. Lane, Ind. Eng. Chem. Anal. Ed. 1946, 18, 295.
103. F. A. Bovey, I. M. Kolthoff, A. I. Medalia, I. J. Meehan, Emulsion Polymerization, Interscience Publishers, New York 1955, p. 156.
104. A. Pelissetto, E. Vicari, Physics Rep. 2002, 368, 549.
105. H. F. Hernandez, K. Tauer, Macromol. Symp. 2007, 259, 274.
106. H. F. Hernandez, K. Tauer, Ind. Eng. Chem. Res. 2008, 47, 9795.
107. R. G. Gilbert, Emulsion Polymerization, Academic Press, London 1995.
108. I. S. Fazakas-Anca, D. S. Vasilescu, Roum. Chem. Q. Rev. 2000, 8, 265.
109. A. van Herk, B. Gilbert, "Emulsion Polymerization", in: Chemistry and Technology of Emulsion Polymerisation, A. van Herk, Ed., Blackwell, Oxford 2005, p. 46.
110. M. Morton, S. Kaizerman, M. W. Altier, J. Colloid Sci. 1954, 9, 300.
111. J. R. Leiza, J. Meuldijk, "Emulsion Copolymerisation: Process Strategies and Morphology", in: Chemistry and Technology of Emulsion Polymerisation, A. van Herk, Ed., Blackwell, Oxford 2005, p. 79.
112. M. Antonietti, H. Kaspar, K. Tauer, Langmuir 1996, 12, 6211.
113. K. Tauer, H. Kaspar, M. Antonietti, Colloid Polym. Sci. 2000, 278, 814.
114. E. Y. Kramarenko, A. R. Khokhlov, K. Yoshikawa, Macromolecules 1997, 30, 3383.
115. J. C. Bellot, R. V. Tarantino, J. S. Condoret, Aiche J. 1999, 45, 1329.
116. K. B. Zeldovich, A. R. Khokhlov, Macromolecules 1999, 32, 3488.
117. G. Gebel, "Colloidal Structure of Ionomer Solutions", in: Handbook of Fuel Cells-Fundamentals, Technology and Applications, W. Vielstich, H. Yokokawa, H. A. Gasteiger, Eds., Wiley, Chichester 2009, Vol.5, p. 337.
118. L. A. Errede, I. Appl. Polym. Sci. 1992, 45, 619.
119. L. A. Errede, J. Phys. Chem. 1989, 93, 2668.
120. K. Tauer, N. Weber, S. Nozari, K. Padtberg, R. Sigel, A. Stark, A. Voelkel, Macromol. Symp. 2009, 281, 1.
121. B. M. E. Van der Hoff, Adv. Chem. Ser. 1962, 6.
122. M. S. Ryabova, S. N. Sautin, N. I. Smirnov, Zh. Prikl Khim. 1975, 48, 1577.
123. K. Stähler, Einfluß von Monomer-Emulgatoren auf die AIBN-initierte Emulsionspolymerisation von Styren, Mathematisch Naturwissenschaftliche Fakultät, Universität Potsdam, Potsdam 1994.
124. W. V. Smith, R. H. Ewart, J. Chem. Phys. 1948, 16, 592.
125. M. Wulkow, Macromol. Theory Simul. 1996, 5, 393.
126. M. Wulkow, Macromol. React. Eng. 2008, 2, 461.
127. O. F. Olaj, G. Zifferer, Makromol. Chem. Theory Simul. 1992, 1, 71.
128. C. V. Freyer, J. Manz, O. Nuyken, Macromol. Theory Simul. 1994, 3, 845.
129. W. H. Ray, J. Macromol. Sci.-Rev. Macromol. Chem. Phys. 1972, C 8, 1.
130. F. J. Schork, P. B. Deshpande, K. W. Leffew, Control of Polymerization Reactors, Marcel Dekker, New York 1993.
131. P. Rivero, J. Polym. Res. 2004, 11, 309.
132. G. M. Saidel, S. Katz, J. Polym. Sci., Part C: Polym. Symp. 1969, 149.
133. H. Tobita, Y. Takada, M. Nomura, Macromolecules 1994, 27, 3804.
134. H. Tobita, Acta Polym. 1995, 46, 185.
135. H. Tobita, Y. Takada, M. Nomura, J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 1995, 33, 441.
136. M. Drache, G. Schmidt-Naake, M. Buback, P. Vana, Polymer 2005, 46, 8483.
137. J. C. Chen, A. S. Kim, Adv. Colloid Interface Sci. 2004, 112, 159.
138. T. T. Marquez-Lago, K. Burrage, J. Chem. Phys. 2007, 127, 104101.
139. S. S. Andrews, D. Bray, Phys. Biol. 2004, 1, 137.
140. H. F. Hernandez, K. Tauer, Ind Eng. Chem. Res. 2007, 46, 4480.
141. H. Fujita, Adv. Polym. Sci. 1961, 3, 1.
142. A. Faldi, M. Tirrell, T. P. Lodge, E. Vonmeerwall, Macromolecules 1994, 27, 4184.
143. P. J. Flory, Principles of Polymer Chemistry, Cornell University Press, Ithaca 1953, Chapter 5, p. 210.
144. H. Bodugoz, O. Guven, J. Appl. Polym. Sci. 2002, 83, 349.
145. J. Bolze, M. Ballauff, Macromolecules 1995, 28, 7429.
146. B. M. E. Van der Hoff, Adv. Chem. Ser. 1962, 6.
147. J. L. Gardon, J. Polym. Chem. A: Polym. Chem. 1968, 6, 2859.
148. J. L. Gardon, J. Polym. Chem. A: Polym. Chem. 1968, 6, 665.
149. G. D. Berezhnoi, P. M. Khomikovskii, S. S. Medvedev, Vysokomol. Soedin. 1960, 2, 141.
150. G. D. Berezhnoi, P. M. Khomikovskii, S. S. Medvedev, Vysokomol Soedin. 1961, 3, 1839.
151. S. S. Medvedev, UPAC International Symposium on Macromolecular Chemistry, Budapest 1969, Akademiai Kiado, Budapest, Hungary 1971, p. 39.
152. J. G. Brodnyan, E. L. Kelley, T. Konen, J. A. Cala, J. Colloid Sci. 1963, 18, 73.
153. B. G. Elgood, D. Kinsler, Gulbekia.Ev, J. Polym. Chem. B: Polym. Lett. 1964, 2, 257.
154. D. J. Williams, E. G. Bobalek, J. Polym. Chem. A: Polym. Chem. 1966, 4, 3065.
155. D. J. Williams, M. R. Grancio, J. Polym. Sci. C: Polym. Symp. 1969, 139.
156. M. R. Grancio, D. J. Williams, J. Polym. Chem. A: Polym. Chem. 1970, 8, 2733.
157. M. R. Grancio, D. J. Williams, J. Polym. Chem. A: Polym. Chem. 1970, 8, 2617.
158. P. Keusch, J. Prince, D. J. Williams, J. Macromol. Sci. Chem. 1973, A7, 623.
159. P. Keusch, R. A. Graff, D. J. Williams, Macromolecules 1974, 7, 304.
160. E. F. Casassa, J. Polym. Sci., Part B: Polym. Lett. 1967, 5, 773.
161. E. F. Casassa, Y. Tagami, Macromolecules 1969, 2, 14.
162. P. G. de Gennes, Macromolecules 1981, 14, 1637.
163. P. G. de Gennes, Adv. Colloid Interface Sci. 1987, 27, 189.
164. S. I. Yang, A. Klein, L. H. Sperling, E. F. Casassa, Macromolecules 1990, 23, 4582.
165. M. F. MiUs, R. G. Gilbert, D. H. Napper, A. R. Rennie, R. H. Ottewill, Macromolecules 1993, 26, 3553.
166. Y. S. Matros, Angew. Chem. Int. Ed. 1990, 29, 1235.