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Grafting pH-Responsive Copolymers to Cold Water-Soluble Starch Using Nitroxide-Mediated Polymerization
Macromolecular Reaction Engineering ( IF 1.8 ) Pub Date : 2021-06-18 , DOI: 10.1002/mren.202100011 Alexander T. Fritz 1 , Jaime C. Cazotti 1 , Omar Garcia‐Valdez 1 , Niels M. B. Smeets 2 , Marc A. Dubé 3 , Michael F. Cunningham 1
Macromolecular Reaction Engineering ( IF 1.8 ) Pub Date : 2021-06-18 , DOI: 10.1002/mren.202100011 Alexander T. Fritz 1 , Jaime C. Cazotti 1 , Omar Garcia‐Valdez 1 , Niels M. B. Smeets 2 , Marc A. Dubé 3 , Michael F. Cunningham 1
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Starch biopolymers are made pH-responsive through the grafting of copolymers based on poly(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) (PDMAEMA) and poly(2-(diethylaminoethyl) methacrylate) (PDEAEMA). This is the first report of the grafting to modification of soluble starch via nitroxide-mediated polymerization (NMP). The pH-sensitive amino-based polymers are first synthesized in bulk by NMP where a small amount of styrene is added to improve the reaction control. A 4-vinylbenzyl chloride functionalized cold water-soluble starch (CWS) is then modified with the copolymers via a grafting to mechanism. The final CWS grafted copolymers have high starch contents (≈75 wt%). These grafted materials are shown to be pH-responsive by titration, switching from positive zeta potential at low pH to negative zeta potential at high pH. The measured zero zeta potential intersect at the polymer pKaH corresponds well with literature for PDMAEMA but poorly for PDEAEMA, owing to the hydrophobic local environment for PDEAEMA.
中文翻译：
使用氮氧化物介导的聚合将 pH 响应共聚物接枝到冷水可溶性淀粉上
通过接枝基于聚（2-（二甲基氨基）乙基甲基丙烯酸酯）（PDMAEMA）和聚（2-（二乙基氨基乙基）甲基丙烯酸酯）（PDEAEMA）的共聚物，使淀粉生物聚合物具有 pH 响应性。这是通过氮氧化物介导的聚合（NMP）接枝改性可溶性淀粉的第一份报告。pH 敏感的氨基聚合物首先由 NMP 批量合成，其中添加少量苯乙烯以改善反应控制。4-乙烯基苄基氯官能化的冷水可溶性淀粉 (CWS) 然后通过接枝到机制。最终的 CWS 接枝共聚物具有高淀粉含量（≈75 wt%）。这些接枝材料通过滴定显示出 pH 响应性，从低 pH 下的正 zeta 电位切换到高 pH 下的负 zeta 电位。由于 PDEAEMA 的疏水性局部环境，测得的零 zeta 电位在聚合物 pK aH处相交，与 PDMAEMA 的文献非常吻合，但与 PDEAEMA 的相关性较差。
更新日期：2021-08-15
中文翻译：
使用氮氧化物介导的聚合将 pH 响应共聚物接枝到冷水可溶性淀粉上
通过接枝基于聚（2-（二甲基氨基）乙基甲基丙烯酸酯）（PDMAEMA）和聚（2-（二乙基氨基乙基）甲基丙烯酸酯）（PDEAEMA）的共聚物，使淀粉生物聚合物具有 pH 响应性。这是通过氮氧化物介导的聚合（NMP）接枝改性可溶性淀粉的第一份报告。pH 敏感的氨基聚合物首先由 NMP 批量合成，其中添加少量苯乙烯以改善反应控制。4-乙烯基苄基氯官能化的冷水可溶性淀粉 (CWS) 然后通过接枝到机制。最终的 CWS 接枝共聚物具有高淀粉含量（≈75 wt%）。这些接枝材料通过滴定显示出 pH 响应性，从低 pH 下的正 zeta 电位切换到高 pH 下的负 zeta 电位。由于 PDEAEMA 的疏水性局部环境，测得的零 zeta 电位在聚合物 pK aH处相交，与 PDMAEMA 的文献非常吻合，但与 PDEAEMA 的相关性较差。
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