بررسی اثر نانولایه خاک رس بر سینتیک پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم استایرن

Abstract

خاک رس اصلاح‌شده با اصلاح‌کننده‌ دارای باند دوگانه، برای بررسی اثر محدودکنندگی صفحات خاک رس بر پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم (ATRP) استایرن به کار گرفته شد. زنجیرهای پلیمری آزاد و اتصال‌یافته به صفحات خاک رس به‌عنوان ابزاری برای بررسی اثر محدودکنندگی صفحات نانو بر پلیمریزاسیون به کار گرفته شدند. با استفاده از روش کروماتوگرافی گازی (GC)، امکان بررسی تغییرات درجه تبدیل و هم‌چنین رسم نمودار سینتیکی فراهم آمد. نمودار سینتیکی خطی حاصله، نشان‌دهنده طبیعت زنده پلیمریزاسیون ومیزان غلظت ثابت رادیکال آزاد بود. همچنین نمودار تغییرات متوسط عددی و وزنی وزن مولکولی و شاخص پراکندگی با استفاده از روش کروماتوگرافی ژل تراوایی (GPC) مورد بررسی قرار گرفت. نمودار خطی وزن مولکولی عددی نسبت به درجه تبدیل‌ نیز بیان‌گر ماهیت زنده پلیمریزاسیون بود. وزن مولکولی زنجیرهای آزاد نزدیکتر به مقدار تئوری و بالاتر از زنجیرهای اتصال‌یافته و نیز شاخص پراکندگی زنجیرهای آزاد پایین‌تر از زنجیرهای اتصال‌یافته بود. در مورد زنجیرهای آزاد، بازده شروع‌کننده کوچکتر از 1 بوده و با افزایش میزان خاک رس وزن مولکولی بالاتری حاصل شد. زنجیرهای اتصالی، وزن مولکولی پایین‌تر داشته و بازده شروع‌کننده بزرگتر از 1 بود و با افزایش میزان خاک رس، کاهش محسوس در وزن مولکولی و افزایش در شاخص پراکندگی آن‌ها مشاهده شد. هم‌چنین در مورد همه نمونه‌ها، شاخص پراکندگی با پیشرفت واکنش باریک‌تر شده به نحوی که از مقادیر بزرگتر از 2 شروع و در انتهای واکنش به حدود 2/1 رسید. نتایج FTIR، نشان دهنده برهم‌کنش بین ذرات نانو و مونومر بود که این برهم‌کنش سبب افزایش سرعت واکنش و شاخص پراکندگی نمونه‌ها با افزایش میزان نانوذره می‌شود.