|
محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر، روشی جدید برای تهیه‌ی نانوکامپوزیت‌های پلیمری
ارایه کرده‌اند که نانوکامپوزیت پلیمری حاصل از این روش دارای خواص کنترل شده و
برتری نسبت به پلیمرهای تجاری است.
خانم لیلا حاتمی کارشناس ارشد رشته شیمی کاربردی از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، در
گفتگو با بخش خبری سایت ستاد فناوری نانو گفت: «اکثر پلیمرهای تجاری که امروزه در
صنایع مختلف استفاده می‌شوند با روش پلیمریزاسیون رادیکال آزاد به دست می‌آیند که
نمی‌توان خواص آنها را از قبل پیش‌بینی و کنترل کرد. با به کارگیری روش
پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم (ATRP) می‌توان پلیمری با وزن مولکولی قابل
پیش‌بینی، توزیع وزن مولکولی باریک و سینتیک پلیمریزاسیون قابل پیش‌بینی به دست
آورد و نانوکامپوزیتی سنتز کرد که خواص حرارتی، مکانیکی، ضد خوردگی، نوری و غیره
بسیار برتری نسبت به نمونه‌ی پلیمری خود دارد».
خانم حاتمی افزود: «ما در این تحقیق، برای سنتز لاتکس نانوکامپوزیت پلی (استایرن-
کو- بوتیل‌اکریلات)/خاک رس از روش جدیدی به نام پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم
درجا استفاده کردیم. با بکارگیری این روش در تولید نانوکامپوزیتها، علاوه بر توزیع
منظم نانولایه‌های خاک رس، می‌توان خواص بستر پلیمری را نیز کنترل کرد».
وی اضافه کرد: «ابتدا مینی امولسیون حاوی نانوذرات خاک رس در فاز آبی تهیه شد. سپس،
با افزودن عامل کاهنده، پلیمریزاسیون آغاز گردید. رفتار آبی عامل فعال سطحی بررسی
شد و مقدار عامل کاهنده و کاتالیست مناسب برای انجام واکنش به‌دست آمد. سپس، اثر
درصدهای مختلف خاک رس روی سینتیک پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم و خواص
نانوکامپوزیتها بررسی شد».
محقق پژوهش در رابطه با بررسی‌های انجام شده گفت: «رفتار آبی عامل فعال سطحی
کاتیونی به کمک اندازه‌گیری کشش سطحی محلول‌های مختلف انجام شد. سپس، به کمک
معادله‌ی هم‌دمای جذب سطحی گیبس، غلظت فزونی سطح و مساحت پوشیده شده به ازای هر
مولکول عامل فعال سطحی روی قطرات مینی امولسیون محاسبه گردید. با استفاده از این
معادلات، مقدار غلظت بحرانی مایسل ۵۵/۰ میلی‌مولار و مساحت پوشیده شده به ازای هر
مولکول عامل فعال سطحی ۶/۰ نانومتر مربع به دست آمد. نتایج حاصل نشان داد که
مکانیسم غالب هسته‌گذاری در پلیمریزاسیون انجام شده از نوع قطره‌ای است. سپس نسبت
بهینه‌ی عوامل مختلف واکنش برای کنترل واکنش به دست آمد. وزن مولکولی پلیمرها و
سینتیک پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم تحت تأثیر مقدار خاک رس قرار داشت.
کوپلیمرهای نهایی، شاخص پراکندگی وزن مولکولی کمتر از ۲/۱ و توزیع وزن مولکولی
باریکی داشتند. خطی بودن نمودار سینتیکی ln([M0]/[M) در مقابل زمان نشان‌دهنده‌ی
غلظت ثابت رادیکال‌ها در طی واکنش و کنترل شدن واکنش بود».
گفتنی است کاربرد ویژه‌ی این نانوکامپوزیتها با بستر کوپلیمری در زمینه‌ی روکش‌های
پلیمری است.
جزئیات این پژوهش -که بخشی از پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد خانم لیلا حاتمی است و با
راهنمایی دکتر وحید حدادی اصل، همکاری مهندس حسین روغنی ممقانی و مهندس مهدی سلامی
و خانم لیلا احمدیان علم انجام شده‌است- در مجله‌ی Polymer Composites (جلد ۳۲،
صفحات ۹۷۵-۹۶۷، سال ۲۰۱۱) منتشر شده‌است.
|
