اصلاح سطحی و مشخصه‌یابی پلیمر پرشاخه پلی‌استر آمیدی با استفاده از مرکاپتو سیلان به روش سل-ژل



نشریه: سال يازدهم - شماره اول - بهار 1396 - مقاله 6   صفحات :  59 تا 68



کد مقاله:
JCST-31-10-2015-1624

مولفین:
میثم شکراله نیا روشن: موسسه علوم و فناوری رنگ و پوشش - گروه پژوهشی پوشش‌های سطح و خوردگی
سعید باستانی: موسسه پژوهشي علوم و فناوري رنگ و پوشش - گروه پژوهشی پوشش‌های سطح و خوردگی
مرتضی گنجایی ساري: موسسه پژوهشي علوم و فناوري رنگ و پوشش - گروه پژوهشي نانوفناوري رنگ


چکیده مقاله:

در این تحقیق پلیمر پرشاخه پلی‌استر آمیدی با 10 گروه انتهایی هیدروکسیل با استفاده از 3- مرکاپتو پروپیل تری متوکسی سیلان اصلاح گردید. فرآیند اصلاح تحت شرایط سل-ژل در دو pH 4.5 و 7 در 4 بازه زمانی 30 دقیقه، 2، 8 و 24 ساعت انجام گرفت. شناسایی محصول به دست آمده با استفاده از آزمون‌های طیف زیر قرمز (FT-IR)، رزونانس مغناطیسی هسته‌ای (NMR) و آنالیز وزن‌سنجی گرمایی (TGA ) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به دست آمده بیانگر قرار‌گیری گروه مرکاپتان به جای گروه هیدروکسل بوده است. نمونه‌هایی که در pH خنثی مورد واکنش قرار گرفته‌اند به دلیل سرعت پایین واکنش آبكافت و بالاتر بودن سرعت واکنش تراکم از درصد تبدیل بالاتری برخوردار بوده‌اند. از میان نمونه‌های ارزیابی شده نمونه 8 ساعت در pH خنثی دارای بالاترین بازده اصلاح بوده است. همچنین افزایش زمان در هر دو pH موجب افزایش میزان اصلاح شده است. در نهایت شرایط مناسب برای انواع میزان اصلاح سطحی ارائه شده است.


Article's English abstract:

In this investigation, a polyester-amide hyperbranched polymer possessing 10 hydroxyl end-groups was modified by 3-mercaptopropyle tri-methoxy silane through the well-known sol-gel chemistry. The modification process was carried out using two different independent variables, i.e. pH and duration of the reactions, at two and 4 various levels, respectively. The former's levels were 4.5 and 7 and the latter's levels were 0.5, 2, 8 and 24 hrs. To characterize the obtained products, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Thermo-gravimetric analysis (TGA) were exploited. The outcomes demonstrated that the replacement of hydroxyl end-groups by mercapto functionalities had already happened. The samples at neutral pH, due to lower speed of hydrolysis reactions and higher speed of condensation ones, showed higher conversions. Among the assessed samples, the one at neutral pH and 8 hours of reaction duration, owed the maximum efficacy. Also, it was concluded that the longer the reaction duration, the higher the modification progress is obtained at both pH levels. Eventually, the optimum conditions for various kinds of modification levels are proposed.


کلید واژگان:
پلیمر پرشاخه، سل- ژل، اصلاح سطحی، 3-مرکاپتو پروپیل تری متوکسی سیلان.

English Keywords:
Hyperbranched polymer, Sol-Gel, Surface Modification, 3-mercapto propyl tri methoxy silane.

منابع:
10. ف. ميرشاهي، س. باستاني، م. گنجايي‌ساري، اصلاح سطحي پليمر پرشاخه پلي‌استرآميدي با استفاده از اسيد اكريليك و مطالعه اثر آن بر گرانروي مونومر آكريلاتي TMPTA، نشريه علمي پژوهشي علوم و فناوري رنگ، 8 (1393)، 270-261. 19. ش. سروش‌نیا، س. باستانی، م. محسنی بزرگی، م. رستمی، تهیه و مشخصه‌یابی نانو سیلیکای آمایش شده با پرفلوئوروسیلان و بررسی اثر pH در فرآیند آمایش، نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته و پوشش‌های نوین، 4(1392)، 253-264.

English References:
1. M. Sangermano, G. Malucelli, R. Bongiovanni, A. Priola, A. Harden. Investigation on the effect of the presence of hyperbranched polymers on thermal and mechanical properties of an epoxy UV-cured system. Polym. Int. 54(2005), 917-921. 2. Fréchet JM. Dendrimers and other dendritic macromolecules: From building blocks to functional assemblies in nanoscience and nanotechnology. J. Polym. Sci. A. 25(2003), 3713-4123. 3. C. Gao, D. Yan, Hyperbranched polymers: from synthesis to applications. Prog. Polym. Sci. 29(2004), 183-275. 4. G. Xu, W. Shi, Synthesis and characterization of hyperbranched polyurethane acrylates used as UV curable oligomers for coatings. Prog. Org. Coat. 52(2005), 110-117. 5. X. Wang, W. Xing, L. Song, B. Yu, Y. Shi, W. Yang, Flame retardancy and thermal properties of novel UV-curing epoxy acrylate coatings modified by phosphorus-containing hyperbranched macromonomer. J. Polym. Res. 20(2013), 1-11. 6. K. L. W. W. C. Y. M. Han, Study on hyperbranched polyesters as rheological modifier for Spandex spinning solution. Polym. Int. 55(2006), 898-903. 7. F. Bao and W. Shi, "Synthesis and properties of hyperbranched polyurethane acrylate used for UV curing coatings. Prog. Org. Coat. 68(2010), 334-339. 8. G. Xu and W. Shi, Synthesis and characterization of hyperbranched polyurethane acrylates used as UV curable oligomers for coatings. Prog. Org. Coat. 52(2005), 110-117. 9. S. M. Irfan M, Encapsulation using hyperbranched polymers: From research and technologies to emerging applications. Ind. Eng. Chem. Res. 49(2010), 1169-1196. 11. P. Kardar, M. Ebrahimi, S.ed Bastani, Influence of temperature and light intensity on the photocuring process and kinetics parameters of a pigmented UV curable system, Akade´miai Kiado´, Budapest, Hungary 2014. 12. R M. Ciprian, B. Christophe, A. Guy, M. Bruno, Influence of temperature and UV intensity on photo-polymerization reaction studied by photo-DSC. J Therm Anal Calorim. 110(2012), 287–294. 13. P. Chittavanich, K. Miller, M.D. Soucek, A photo-curing study of a pigmented UV-curable alkyd. Prog. Org. Coat. 73(2012), 392– 400 14. S. Strazisar, M. Kendi, Thomas F?cke, Leoné Hermans-Blackburn, X. Sharon Feng—Bayer MaterialScience, New High-Throughput Screening Tool for the Evaluation of Pigmented UV-A Curable Coatings. JCT Res.3(2006), 307-312. 15. K. Studer, P. T. Nguyen, C. Decker, E. Beck, R. Schwalm, Redox and photoinitiated crosslinking polymerization: III. Clear and pigmented acrylic coatings. Prog. Org. Coat. 54(2005), 230-239. 16. M. A. Gonçalves Bardi, L. D. Brocardo, Machado, Study of accelerated degradation of pigmented UV-cured print inks, J. Graph. Eng. Design. 4(2013), 21-26. 17. E. Ravi?a-Eir?n, B. S?nchez-Rodr?guez, J. L. G?mez-Amoza, R. Mart?nez-Pacheco, Evaluation of the hyperbranched polymer Hybrane H1500 for production of matricial controlled-release particles by hot-melt extrusion, Int. J. Pharm. 461 (2014), 469–477. 18. J. Wu, J. Xie, L. Ling, G. Ma, B. Wang, Surface modification of nanosilica with 3-mercaptopropyl trimethoxysilane and investigation of its effect on the properties of UV curable coatings. J. Coat. Tech. Res. 10(2013), 849-857. 20. F. Zucchi, A. Frignani, V. Grassi, G. Trabanelli, M. DalColle, The formation of a protective layer of 3-mercapto-propyl-trimethoxy-silane on copper, Corros. Sci. 49(2007), 1570–1583 21. D. Pavia, G. Lampman, G. Kriz, J. Vyvyan. Introduction to spectroscopy: Cengage Learning; Western Washington University2008. 22. D. S. Bag, K. Rao, Synthesis of UV?curable difunctional silane monomer based on 3?methacryloxy propyl trimethoxysilane [3?MPTS] and its UV?curing characteristics and thermal stability. J. app. polym. sci. 115(2010), 2352-2358. 23. J. Wu, L. Ling, J. Xie, G. Ma, B. Wang, Surface modification of nanosilica with 3-mercaptopropyl trimethoxysilane: Experimental and theoretical study on the surface interaction. Chem. Phys. Lett. 227(2014), 32-591. 24. S. M. Trey, C. Nilsson, E. Malmstr?m, M. Johansson, Thiol–ene networks and reactive surfaces via photoinduced polymerization of allyl ether functional hyperbranched polymers. Prog. Org. Coat. 681(2010), 8-151.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 711
تعداد دریافت فایل مقاله : 12

ورود به سامانه نشریه
شناسنامه ی نشریه
صاحب امتياز:
موسسه پژوهشي
علوم و فناوري رنگ و پوشش
مدير مسوول:
پروفسور زهرا رنجبر
سردبير:
پروفسور زهرا رنجبر
مدير اجرايي:
دکتر فرهاد عامري
شاپا چاپي:
8779 - 1735
شاپا الکترونيکي:
2169 - 2383
دسترسی سریع
آخرین شماره های نشریه
آمارهای وبگاه
تعداد بازدید:712

کاربران حاضر:48