تعیین ترکیب کوپلیمر وینیل استات- وینیل بنزوات با طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

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

2 تهران، پژوهشگاه صنعت نفت، پژوهشکده علوم و تکنولوژی پلیمر، صندوق پستی 4163-18745

چکیده

انگیزه اصلی تعیین ساختار زنجیر پلیمری، ارتباط بین ساختار و خواص کاربردی پلیمر است. اگر زنجیر پلیمری به ­طور کامل شناسایی و پایه ساختاری خواص آن شناخته شود، پلیمرشدن آن برای تولید بهترین خواص ممکن از سامانه ­ای شیمیایی، بهینه و قابل کنترل می‌شود. طیف­ سنجی زیرقرمز (IR) فنی قوی برای شناسایی پلیمرهاست. چند روش نسبی و مطلق برای تعیین ترکیب کوپلیمرها به­ کار برده می‌شود. از میان آنها، طیف­ سنجی زیرقرمز به­ عنوان روش نسبی به مراتب سریع ­تر و کم­ هزینه­ تر از سایر روش‌ها نظیر NMR به­ عنوان روش مطلق است. در این پژوهش، کوپلیمر وینیل استات - وینیل بنزوات به روش پلیمرشدن رادیکالی انتقال ید معکوس در نسبت‌های مولی مختلف کومونومرها با ید به­ عنوان مولد عامل انتقال و 2،2- آزوبیس (ایزوبوتیرونیتریل) به ­عنوان آغازگر در دمای 70 سلسیوس سنتز شد. برای تعیین ترکیب کوپلیمرهای سنتز شده از طیف­ سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR) استفاده شد. براساس پنج کوپلیمری که ترکیب آنها با استفاده از طیف ­سنجی رزونانس مغناطیسی هسته پروتون (1HNMR) مشخص شده بود. منحنی کالیبره­ کردن برای به­ کارگیری کمی داده‌های FTIR رسم شد. سپس، کوپلیمرهای وینیل استات - وینیل بنزوات سنتز شده با ترکیب مجهول استفاده از این منحنی کالیبره ­کردن و داده‌های FTIR انجام شد. پس از مشخص ­شدن ترکیب کوپلیمر، ترکیب خوراک و تبدیل مولی تک­ تک کومونومرها و تبدیل کلی کومونومرها نیز محاسبه شد. نتایج به ­دست آمده از روش FTIR مطابقت خیلی خوبی با نتایج به ­دست آمده از محاسبات نظری داشت که نشان ­دهنده صحت روش معرفی شده در پژوهش حاضر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Compositional Determination of Vinyl Acetate/Vinyl Benzoate Copolymer by Fourier Transform Infrared Spectroscopy

نویسندگان [English]

  • Poorya Bigdeli 1
  • Mahdi Abdollahi 1
  • Mahmood Hemmati 2
1 Polymerization Engineering Department, Faculty of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University, P.O. Box: 14115-143, Tehran, Iran
2 Division of Polymer Science and Technology, Research Institute of Petroleum Industry, P.O. Box: 18745-4163, Tehran, Iran
چکیده [English]

Relating polymer structure to its performance properties is a primary motivation for determining the structure of a polymer chain. If a polymer chain is completely characterized and the structural basis of its properties is known, one can optimize and control polymerization to produce the best possible properties from the chemical system. Infrared (IR) spectroscopy represents a powerful technique for characterization of the polymers. Several relative and absolute methods have been developed to determine the copolymer composition. Among these methods, IR technique as a relative method is a considerably faster and lower cost procedure than other methods like absolute nuclear magnetic resonance (NMR) analysis. In the present work, vinyl acetate/vinyl benzoate copolymers were synthesized by reverse iodine transfer polymerization (RITP) with different molar ratios of comonomers in the initial feed in the presence of iodine as in situ generator of the transfer agent and 2,2′-azobis(isobutyronitrile) as the initiator at 70˚C. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy was used to determine the composition of the vinyl acetate/vinyl benzoate copolymers. Based on the five copolymers with known compositions determined by 1H NMR spectroscopy, a FTIR calibration curve was obtained. The composition of the synthesized vinyl acetate/vinyl benzoate copolymers with unknown compositions was then determined from the calibration curve and FTIR data. Feed composition and individual and overall molar conversions of the comonomers were calculated after determining the copolymer composition. The results obtained from the FTIR method were in good agreement with those obtained theoretically, indicating the accuracy of the method presented in the present research.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fourier transform infrared spectroscopy
  • copolymer composition
  • calibration curve
  • vinyl acetate/vinyl benzoate copolymer
  • reverse iodine transfer polymerization