کوپلیمرشدن رادیکالی وینیل ایمیدازول و وینیل فسفونیک اسید: ارتباط توزیع توالی-دمای انتقال شیشه ای کوپلیمرها

فرضیه:

 کوپلیمرشدن موفق ترین و قدرتمند ترین روش برای اعمال تغییرات اصولی در خواص پلیمر است. سودمندی و کارایی کوپلیمرشدن از یک طرف با پژوهش های بنیادی ارتباط خواص-ساختار و از سوی دیگر به وسیله محدوده گسترده ای از کاربردهای تجاری مشخص می شود. تعیین ساختار کوپلیمر (ترکیب کوپلیمر، توزیع توالی مونومر) یکی از چالش های اصلی برای پیش بینی خواص کوپلیمر و ارتباط میان ساختار و خواص است.

روش ها:

هوموپلیمرهای پلی(1-وینیل ایمیدازول) و پلی (وینیل فسفونیک اسید) به ترتیب در مجاورت α،α-آزوبیس ایزوبوتیرونیتریل (AIBN) و α،α-آزودی ایزوبوتیرآمیدین دی هیدروکلرید (AIBA) به عنوان آغازگر سنتز شدند. کوپلیمرهای پلی(1-وینیل ایمیدازول-وینیل فسفونیک اسید) در نسبت های مختلف مولی از مونومرها در خوراک اولیه با روش پلیمرشدن رادیکال آزاد رسوبی در حلال دی متیل فرمامید (DMF) در دمای 80 درجه سلسیوس تهیه شدند. ساختار و ریزساختار پلیمرها با روش های طیف سنجی بررسی شد. در ادامه، دمای انتقال شیشه ای هومو و کوپلیمرها با آزمون های گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و تجزیه گرمایی دینامیکی-مکانیکی (DMTA) اندازه گیری شد.

یافته ها: 

نسبت واکنش پذیری کومونومرهای 1-وینیل ایمیدازول و وینیل فسفونیک اسید با استفاده از روش Kelen-Tudos توسعه یافته و نتایج آزمون 1H NMR به ترتیب 0.078 و 0.870 به دست آمد. نسبت واکنش پذیری کومونومرها تمایل آن ها به تشکیل کوپلیمر متناوب را نشان داد. ریزساختار کوپلیمرها شامل توالی دوتایی مونومرها با استفاده از نسبت واکنش پذیری کومونومرها و معادله های نظری تعیین شد. سپس، دمای انتقال شیشه ای کوپلیمرها با استفاده از توالی های محاسبه شده و معادله Barton پیش بینی شد که تطابق بسیار خوبی با مقادیر تجربی نشان داد و مشخص شد، ریزساختار کوپلیمرها اثر مهمی بر دمای انتقال شیشه ای آن ها دارد.