سنتز و شناسایی کوپلیمر دوقطعه‌ای پلی(وینیل استات)-قطعه-پلی(دی متیل سیلوکسان) به روش پلیمرشدن رادیکالی انتقال ید

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی، گروه مهندسی فرایندهای پلیمریزاسیون، صندوق پستی 143-14115

2 تهران، پژوهشگاه صنعت نفت، پژوهشکده توسعه فناوری‌های شیمیایی، پلیمری و پتروشیمی، صندوق پستی 4163-18745

چکیده

از میان روش‌های پلیمرشدن رادیکالی کنترل شده، پلیمرشدن رادیکالی انتقال ید به‌عنوان روشی آسان، کارآمد و قوی معرفی شده است که برای گستره وسیعی از مونومرهاا قابل استفاده بوده و با هر دو محیط همگن و ناهمگن نیز سازگار است. پلیمرشدن رادیکالی انتقال ید مونومر وینیل استات (VAc) در مجاورت 2و׳2-آزوبیس ایزوبوتیرو نیتریل (AIBN) به عنوان آغازگر و پلی(دی‌متیل سیلوکسان) ω–یددار (PDMS-I) به عنوان عامل انتقال درشت‌مولکول با وزن مولکولی متوسط عددی 5029 گرم بر مول و شاخص چندتوزیعی 23/1 در دمای 80 درجه سانتی‌گراد و حالت توده انجام شد. پلی(دی‌متیل سیلوکسان) ω–یددار به عنوان عامل انتقال درشت‌مولکول از برم‌دار و سپس یددارکردن پلی(دی‌متیل سیلوکسان) ω– هیدروکسیل سنتز شد. تشکیل کوپلیمر دو قطعه‌ای پلی(وینیل استات)-قطعه-پلی(دی‌متیل سیلوکسان) (PDMS-b-PVAc) با وزن مولکولی متوسط عددی 19620 گرم بر مول و توزیع وزن مولکولی 53/1 با استفاده از فنون طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته پروتون (1H NMR) و رنگ‌نگاری ژل ‌تراوایی (GPC) تأیید شد. تطابق خوب میان وزن مولکولی نظری محاسبه شده و وزن مولکولی به‌دست آمده از طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی پروتون و رنگ‌نگاری ژل ‌تراوایی مشاهده شد که حاکی از مصرف کامل عامل انتقال درشت‌مولکول و عدم شرکت ناخالصی‌های همراه پلی(دی‌متیل سیلوکسان) است. بررسی انتهای زنجیر به کمک طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته پروتون بررسی و مشخص شد، تعداد شایان توجهی از زنجیرها با انتهای معکوس در پایان واکنش وجود دارند. افزون بر این، تشکیل چند محصول جانبی با تخریب انتهای عامل‌دار زنجیر نیز مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Synthesis and Characterization of Poly(vinyl acetate)-b-poly(dimethylsiloxane) Diblock Copolymer by Iodine Transfer Radical Polymerization

نویسندگان [English]

  • Mojtaba Farrokhi 1
  • Mahdi Abdollahi 1
  • Mohammad Barari 2
1 Polymer Reaction Engineering Department, Faculty of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University, P.O. Box: 14115-114, Tehran, Iran
2 Development Division of Chemical, Polymer and Petrochemical Technology, Research Institute of Petroleum Industry, P.O. Box: 18745-4163, Tehran, Iran
چکیده [English]

Iodine transfer radical polymerization as an easy, efficient and robust method of controlled radical polymerization has been applied for a wide range of monomers. This polymerization technique is used in both homogeneous and heterogeneous processes. Iodine transfer radical bulk polymerization of the vinyl acetate (VAc) monomer was carried out in the presence of 2,2'-azobis(isobutyronitrile) (AIBN) as an initiator and ω-iodine-terminated poly(dimethyl siloxane) (PDMS-I) as a macrotransfer agent at 80oC. PDMS-I with a number average molecular weight of 5029 g/mol and a polydispersity index of 1.23 was synthesized by bromination followed via iodination of the ω-hydroxyl-terminated poly(dimethyl siloxane) (PDMS-OH). The product was used as a macrotransfer agent in the iodine transfer radical polymerization of VAc. Formation of the poly(vinyl acetate)-b-poly(dimethyl siloxane) diblock copolymer with a number average molecular weight of 19620 g/mol and a polydispersity index of 1.53 was proved by proton-nuclear magnetic resonance spectroscopy and gel permeation chromatography. A good agreement between the theoretical and experimental molecular weight calculated by proton-nuclear magnetic resonance spectroscopy and gel permeation chromatography was achieved, indicating that the PDMS-I macrotransfer agent was completely consumed and the PDMS impurities did not participate in the polymerization reaction. The analysis of the chain-ends was performed by using proton-nuclear magnetic resonance spectroscopy technique. It was found that a considerable number of inverse chain-ends were present at the end of the polymerization. Moreover, formation of several other side products due to degradation of the functional chain-ends was confirmed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • vinyl acetate
  • poly(dimethylsiloxane)
  • iodine transfer radical polymerization
  • macrotransfer agent
  • diblock copolymer