سنتز و خواص رئولوژی تغلیظ‌کننده پلی(نونادکانامید- کو- اتیلن‌ گلیکول)

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه امام حسین(ع)

2 تهران، دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

در این پژوهش، تغلیظ ­کننده پلی(اتیلن گلیکول-کو-نونا دکانامید) در سه مرحله سنتز شده است. مراحل سنتز شامل تهیه توسیل پلی(اتیلن­اکسید) از واکنش پلی(اتیلن اکسید) از دو گروه هیدروکسیل انتهایی و پارا­تولوئن سولفونیل کلرید با بازده %95، تبدیل محصول مرحله اول تحت گاز آمونیاک به پلی(اتیلن اکسید دی­آمین) (POEA) و در مرحله سوم واکنش POEA با نانودکانوئیل کلرید با بازده %90 است. در مرحله اول از واکنش پلی‌اتیلن گلیکول با پاراتولوئن سولفونیل کلرید، توسیل پلی(اتیلن­اکسید) به‌دست آمد. در مرحله دوم محصول به‌دست آمده از مرحله پیشین، در مجاورت گاز آمونیاک به POEA، تبدیل شد. در نهایت در مرحله آخر، از واکنش نونادکانویل کلرید با POEA، کوپلیمر مدنظر به‌دست آمد. افزون بر سنتز کوپلیمر اصلی، نونادکانویل کلرید نیز با استفاده از اسید مربوط سنتز شد. برای اثبات سنتز کوپلیمر نهایی از مقایسه خواص رئولوژیکی پلی‌اتیلن گلیکول و محصول نهایی و نیز طیف‌سجی FTIR و آزمون  GPCاستفاده شد. به دلیل احتمال تخریب زنجیر پلیمر در دماهای بیش از °C‌45، واکنش­های انتهایی در دمای کمتر انجام شد. دو روش
گرانروی‌سنجی و رنگـنگاری ژل تراوایی برای اطمینان از تغییر درجه پلیمرشدن یا تخریب طول زنجیر طی مراحل سنتز به‌کار گرفته شد. با این روش­ها مشخص شد، وزن مولکولی نمونه سنتز شده در حدود 20000 دالتون ثابت مانده است. منحنی جریان محلول %10 از تغلیظ­کننده سنتز شده در آب حاکی از تشکیل سیالی غیر­نیوتونی است، در حالی که محلول %10 پلی‌اتیلن اکسید رفتار نیوتونی نشان داد. همچنین، با تغییر گرانروی با شدت برش محلول %10 تغلیظ کننده در آب، سیال رفتار ژل‌گرایی نشان داد، به‌طوری که با افزایش شدت برش از مقدار گرانروی آن کاسته می­شود. نقش این تغلیظ کننده ­ها افزایش گرانروی رنگ‌های لاتکس، تشکیل فیلم پایدار و براق پس از استفاده از آن و مقاوم‌کردن آنها در برابر برش است تا از ریزش سریع و جمع‌شدن رنگ بر سطح مدنظر جلوگیری شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Syntheses and Rheological Properties of Poly(nonadecanamide-co-ethylene glycol) Thickener

نویسندگان [English]

  • Abdol Karim Bazaz 1
  • Saeb Sadeghi 1
  • Hossein Fakharian 1
  • Ali Pourjavadi 2
1 Imam Hossein University
2 Sharif University of Technology
چکیده [English]

A route for the synthesis of an associative thickener (AT), composed of polyethylene oxide, end-capped with nonadecylamide groups, has been devised. The molecular weight of PEO was 20,000 Daltons. PEO, with
such molecular weight, was converted to a hydrophobically end-capped copolymer (hydrophobically associating nonadecanamide polyethylene oxide copolymer, POER), by three chemical reactions on its end-groups. In the first step, tosyl polyethylene oxide (Ts-PEO) was obtained from the reaction of polyethylene oxide (PEO) with tosylchloride by 95% yield. In the second step, the Ts-PEO was converted
to polyethylene oxide diamine (PEOA) by inserting ammonia gas in the solution of Ts-PEO at 0°C (90% yield). Finally, in the third step the desired associative thickener (POER) was obtained from the reaction of PEOA with nonadecanoyl chloride (90%yield). Because of chain degradation probability the reaction was carried out at the temperature lower than 45°C. Therefore, there was no chain degradation during each
reaction step. The successful conversion of hydroxyl groups was shown by viscosity behavior. This was proved by measuring the polydispersity of the reactant PEO and the product PEOR, by gel permission chromatography and comparing the viscosity of PEO with the product of the second step, polyethylene oxide diamine (POEA). The results show that through the synthetic preparation the molecular weight of the
backbone remains unchanged (~20000 D). The flow curve of a 10% aqueous solution of POER-AT shows that the solution is non-Newtonian, but the flow curve of a 10% aqueous solution of POE is a Newtonian fluid. Also the variation in viscosity of a 10% aqueous solution of POER shows that this solution is thixotropic. The effects of synthesized AT was investigated on the thickening of one formulated latex paint and
it is shown an increase in the shearing strength of the formulation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • associative thickener
  • poly(nonadecanamideco-ethylene glycol)
  • synthesis
  • Rheology
  • thixotropic