اثر شبکه‌سازهای دوگانه بر غلیظ‌ کننده‌های پلی‌آکریلاتی جدید سنتز شده به روش پلیمرشدن رسوبی

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده فرایند، گروه رنگ، رزین و پوشش‌های سطح، صندوق پستی ۱۱۲-۱۴۹۷۵

چکیده

در این پژوهش، پلی‌آکریلیک اسید شبکه‌ای شده با دو نوع شبکه ­ساز به­ طور هم ­زمان (شبکه ­ساز دوگانه) به روش پلیمرشدن رسوبی در حلال­‌های آلی تهیه شد. بدین منظور، از شبکه‌ساز بلندزنجیر پلی ­اتیلن­ گلیکول­ دی­ آکریلات با وزن مولکولی ۴۰۰ برای افزایش خاصیت غلیظ‌کنندگی و شبکه‌ساز چهارعاملی آکریلاتی (DTMPTA) برای افزایش استحکام استفاده شد. اثر مقادیر مختلف از این دو شبکه‌ساز بر خواص تورمی، مقدار غلیظ‌کنندگی­ و رفتار رئولوژیکی بررسی شد. نمونه سنتز شده با درصد زیاد از شبکه‌ساز بلندزنجیر افزایش ظرفیت جذب حلال را نشان داد. مطابق با انتظار، بیشتربودن مقدار گرانروی برای نمونه ­ای که دارای درصد بیشتری از شبکه ­ساز بلندزنجیر (DT25-PE75) است، مشاهده شد. مقدار چگالی اتصال عرضی با استفاده ازمعادله Flory-Rehner (بر اساس مقدار تورم) و نظریه کشسانی- کشسانی (بر اساس مدول ذخیره) محاسبه شد. نمونه دارای درصد بیشتری از شبکه ­ساز چهارعاملی (DT75-PE2) مقدار چگالی اتصالات عرضی بیشتر را نشان می­ دهد. بررسی‌های رئولوژیکی برای تعیین خواص استحکام و گرانروی به­ کار گرفته شد. طی این پژوهش، افزایش نسبی مدول‌ ذخیره برای پلیمر سنتز شده با درصد بیشتری از شبکه‌ساز چهارعاملی به ­دست آمد. ضریب گرانروی (m) وشاخص رفتار جریان (n) با استفاده از معادله نمایی محاسبه و برای هر سه نمونه،‌ رفتار مشابه رفتار پلیمر‌های شبه‌پلاستیک (۱> n) مشاهده شد. گرانروی ظاهری (با گرانروی­ سنج) و گرانروی ناشی از رئولوژی نشان داد، نمونه سنتز شده با شبکه­ ساز بلندزنجیر از نظر غلیظ‌کنندگی نمونه بهتری است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Double Crosslinker on Precipitation Polymerization of Poly(acrylic acid)

نویسندگان [English]

  • Hajar Es-haghi
  • Hossein Bouhendi
Depatrment of Colour, Resin and Surface Coating, Faculty of Processing, Iran Polymer and Petrochemical Institute, P.O. Box: 14975-112, Tehran, Iran
چکیده [English]

Cross-linked poly(acrylic acid)s were prepared by dual cross-linkers via precipitation polymerization method in a binary organic solvent. Polyethylene glycol diacrylate (PEGDA-400) as a long-chain cross-linker and di(trimethylol propane) tetraacrylate (DTMPTA) as multifunctional cross-linker were used. PEGDA-400 was utilized to increase thickening properties and DTMPTA was used to improve the gel strength. The dual cross-linkers effect on the sample features (i.e., equilibrium swelling, thickening properties and rheological properties) was investigated. Maximum amount of swelling was obtained by a high percentage of long-chain cross-linker. The apparent viscosity of the microgels was measured to determine their thickening properties for aqueous media. Maximum viscosity occurred at DT25-PE75 which was dependent on the type of cross-linkers in the polymer structure. The Flory-Rehner equation (from swelling ratio data) and rubber elasticity theory (from rheometry data) were used to discuss the network structure of the polymer. Increasing density of the network was shown by a sample containing high percentage of a four-functional cross-linker. The rheological properties of the cross-linked polymers were measured to determine storage modulus (strength network). The rheological behaviors demonstrated that the synthesized polymer containing a high amount of four-functional cross-linker had higher storage modulus (G′) than other samples. In addition the consistency coefficient (m) and flow behavior index (n) parameters of Ostwald equation were investigated as well. As a result, n values in each sample were found to be smaller than 1 and these results were fitted clearly with the pseudoplastic model. Apparent and rotational viscosities were used to determine the optimal cross-linker type (synthesized sample contained a high percentage of long-chain cross-linker).

کلیدواژه‌ها [English]

  • precipitation polymerization
  • poly(acrylic acid)
  • polyethylene glycol diacrylate
  • thickener
  • Rheology