کوپلیمریزاسیون وینیل استات و دی بوتیل مالئات به روش پلیمریزاسیون رادیکالی کنترل شده/زنده در حضور نانو ذره و درشت مولکول عامل دار شده

پلیمریزاسیون رادیکالی کنترل شده / زنده به عنوان روشی برای تهیه مواد پلیمری پیشرفته با ساختار و وزن مولکولی کاملاً مشخص و توزیع وزن مولکولی باریک، به سرعت در حال گسترش در بین علوم شیمی و پلیمر است. از میان روش های مختلف پلیمریزاسیون رادیکالی کنترل شده/ زنده، پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال ید یکی از موفق ترین روش ها برای پلیمر کردن طیف وسیعی از مونومرها و سازگار با هر دو محیط همگن و ناهمگن است. پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال ید (معکوس) یکی از روش های پلیمریزاسیون رادیکالی کنترل شده/ زنده است که اخیراً مورد توجه بسیار قرار گرفته است. در این تحقیق همو و کوپلیمریزاسیون رادیکالی انتقال ید وینیل استات و دی بوتیل مالئات با اتیل یدو استات به عنوان عامل انتقال و 2 و?2-آزوبیس (ایزوبوتیرو نیتریل) به عنوان آغازگر با موفقیت در دمای 60 درجه سانتی گراد انجام شد. دی بوتیل مالئات پس از گذشت 70 ساعت تمایلی به هموپلیمریزاسیون نشان نداد. نتایج نشان داد که کوپلیمریزاسیون مونومرهای مذکور با مشخصه زنده/ کنترل شده (یعنی با وزن مولکولی قابل پیش بینی و توزیع وزن مولکولی باریک) پیش می رود. اثر غلظت آغازگر، عامل انتقال، مونومر و نوع عامل انتقال بر تبدیل، وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی بررسی شد. مشاهده شد دست یابی هم زمان به تبدیل و وزن مولکولی بالا و توزیع وزن مولکولی باریک در غلظت های متوسط آغازگر و عامل انتقال و همچنین نسبت تقریباً برابر از آن ها امکان پذیر است. طیف تشدید مغناطیسی هسته-ای پروتون (1h-nmr)، ناپایداری و تخریب گروه انتهایی زنجیر پلیمر به گروه های آلدهیدی را نشان داد. هموپلیمریزاسیون رادیکالی انتقال ید وینیل استات با موفقیت در حضور پلی دی متیل سیلوکسان ید دار به عنوان عامل انتقال درشت مولکول در دمای 80 درجه سانتی گراد انجام شد. تشکیل کوپلیمر دسته ای pdms-b-pvac به وسیله آنالیزهای 1h-nmr و کروماتوگرافی ژل تراوایی ثابت شد. در این حالت نیز تخریب انتهای زنجیر به گروه های آلدهیدی مشاهده شد. نتایج کوپلیمریزاسیون وینیل استات و دی بوتیل مالئات در حضور پلی دی متیل سیلوکسان ید دار شده نشان داد که کوپلیمریزاسیون با دو مکانیسم متفاوت انجام می شود (زنجیرها از طریق پلی دی متیل سیلوکسان یددار شده و محصول افزایشی اسید یدیک با وینیل استات رشد می کنند). کوپلیمریزاسیون این دو مونومر با مکانیسم انتقال ید معکوس در دمای 70 درجه سانتی گراد و نسبت های مختلف ید به آغازگر و مونومر به آغازگر انجام شد. نتایج حاصل از طیف تشدید مغناطیسی هسته ای و کروماتوگرافی ژل تراوایی (gpc) رفتار متفاوت از هموپلیمریزاسیون وینیل استات با این مکانیسم را نشان داد. مشاهده شده است که در هموپلیمریزاسیون وینیل استات به روش انتقال ید، با افزایش نسبت ید به آغازگر، وزن مولکولی، توزیع وزن مولکولی و تبدیل واکنش کاهش می یابد. اما در کوپلیمریزاسیون وینیل استات/ دی بوتیل مالئات مشاهده شد که در نسبت متوسط ید به آغازگر بیشترین وزن مولکولی و باریک ترین توزیع وزن مولکولی )25/1(pdi= بدست آمد. نتایج نشان داد پلیمریزاسیون با مشخصه زنده/ کنترل شده پیش می رود. اثر نانو خاک رس (سدیم مونتموریلونیت) بر کوپلیمریزاسیون رادیکالی انتقال ید معکوس وینیل استات و دی بوتیل مالئات بررسی شد. مشخص شد به دلیل واکنش های اختتام و انتقال برگشت ناپذیر بین گروه های عاملی روی سطح خاک رس و واکنش دهنده ها سرعت کوپلیمریزاسیون و وزن مولکولی کاهش می یابد. همچنین این واکنش ها سبب پهن تر شدن توزیع وزن مولکولی می شوند. نتایج حاصل از پراش اشعه ایکس باز شدن لایه های خاک رس و تشکیل نانو کامپوزیت پلیمری را تایید کرد. همچنین تشکیل نانو کامپوزیت پلیمری با ساختارهای در میان لایه ای و از هم گسیخته به وسیله تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری تایید شد.