سنتز پلی(آکریلیک اسید-co-استواستوکسی اتیل متاکریلات) با روش پلیمرشدن رسوبی: بررسی اثر شبکه‌ای‌کننده (1،6-دی‌آمینوهگزان) و فراپخت بر خواص میکروژل

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده فرایند، گروه چسب و رزین، کد پستی 1497713115

2 تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده مهندسی، گروه مدلسازی و کنترل فرایند، کد پستی 1497713115

چکیده

فرضیه: میکروژل‌ها ذرات پلیمری شبکه‌ای‌شده با اندازه میکرون هستند که مشخصه بارز آن‌ها قابلیت تورم در حلال مناسب است. این ذرات به‌طور عمده با روش‌های پلیمرشدن ناهمگن مانند پلیمرشدن رسوبی، پراکنشی و امولسیونی تهیه می‌شوند. مونومرهای محلول در آب مانند آکریلیک اسید، آکریل‌آمید و متاکریلیک اسید از مونومرهای مهم برای سنتز میکروژل‌ها هستند. در این پژوهش، برای اولین بار کوپلیمر آکریلیک اسید-استواستوکسی اتیل متاکریلات شبکه‌ای‌شده با شبکه‌ای‌کننده 1،6-دی‌آمینوهگزان با روش پلیمرشدن رسوبی سنتز شد.
روش‌ها: در این پژوهش پلی آکریلیک اسید شبکه‌ای‌شده با روش پلیمرشدن رسوبی تهیه می‌شود. از حلال‌های اتیل استات، هگزان و تولوئن و از آغازگر AIBN استفاده شد. از آنجا که ممکن است، تمام گروه‌های آمین در مرحله پلیمرشدن با گروه های کربونیل وارد واکنش نشوند، در مرحله فراپخت با گروه‌های کربوکسیل در زنجیر پلیمر وارد واکنش شده و باعث کامل‌شدن واکنش شبکه‌ای‌شدن کوپلیمر شوند. اثر غلظت شبکه‌ای‌کننده و زمان مرحله فراپخت بر خواص مختلف (خواص تورمی و محتوای ژل و دمای گذار شیشه‌ای و خواص رئولوژیکی) نمونه‌های تهیه‌شده بررسی شد.
یافته‌ها: براساس نتایج آزمون‌های مقدار ژل، تورم، گران‌روی و آزمون‌های رئولوژی، با افزایش غلظت شبکه‌ای‌کننده و زمان مرحله فراپخت، در ابتدا تورم، گران‌روی، مدول ذخیره، مدول اتلاف و دمای گذار شیشه ای و محتوای ژل به علت افزایش مدول اتلاف و دما و کاهش جزء محلول، بیشتر شده اما با افزایش بیش از 0,05 گرم از غلظت شبکه‌ای‌کننده و افزایش زمان فراپخت بیش 2 ساعت ، چگالی اتصالات عرضی افزایش یافته و باعث کاهش سایر خواص نام‌برده می‌شود. نتایج نویددهنده یک طبقه جدید از میکروژل‌ها با کارایی زیاد در محصولات لوازم آرایشی (لوسیون‌ها و کرم‌ها) را نشان دادند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Synthesis of Poly(acrylic acid-co-acetoacetoxy ethylmethacylate) via Precipitation Polymerization: Effects of Crosslinker (1,6-diaminohexane) and Post-curing on Microgel Properties

نویسندگان [English]

  • Sepideh Alijanian 1
  • Fatemeh Zeinali 1
  • Hossein Bouhendi 1
  • Kourosh Kabiri 1
  • Majid Ghiass 2
1 Department of Adhesive and Resin, Faculty of Petrochemistry, Iran Polymer and Petrochemical Institute,, Tehran, 1497713115, Iran
2 Department of Process control and Modelling, Faculty of Petrochemistry, Iran Polymer and Petrochemical Institute, Tehran, 1497713115, Iran
چکیده [English]

Hypothesis: 1,6-Diaminohexane was utilized as a crosslinker in the synthesis of acrylic acid-co-acetoacetoxy ethylmethacrylate (AA-co-AAEM) microgel prepared by precipitation polymerization. First, the optimum monomer ratio was assessed. Second, the effects of crosslinker concentration and post-cure stage time on microgel properties were evaluated through different experiments.
Methods: The optimum monomers ratio was evaluated using the gel viscosity of the final products . FTIR spectroscopy was used as a criterion of the success of copolymerization reaction. The effects of crosslinker concentration and post-cure time on the microgels’ properties (i.e., swelling capacity, gel content, apparent viscosity rotational viscosity, rheological properties, and glass transition temperature) were investigated
Findings: The copolymer with a monomer ratio of AA:AAEM 95:5 showed the highest viscosity value and chosen as the optimum sample. The experimental results showed that by increasing the crosslinker concentration to 0.05g and the post-cure time up to 2 h, the swelling capacity, apparent and rotational viscosity, storage modulus loss modulus and glass transition temperature increased due to the increase in the sol content. However, increasing the crosslinker content beyond 0.05 g demonstrated diminishing the above properties due to severe crosslinking. Overall, the results revealed a new class of microgels with promising high performance in cosmetic and health products.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : precipitation polymerization
  • poly acrylic acid
  • microgels
  • cross-linker
  • post-curing