سینتیک تخریب گرمایی نانوچندسازه پلی‌متیل متاکریلات/ نقره تهیه‌شده به روش بسپارش نوری درجا با حد واسط اینفرتر نوری

محورهای موضوعی : شیمی تجزیه

پویان مکوندی ¹ , ناصر نیکفرجام ² , رضوان جمال الدین ³ , طاهر نادری قزوینی ⁴

1 - دانشجوی کارشناس ارشد شیمی پلیمر، دانشکده شیمی، پردیس علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران
2 - استادیار شیمی پلیمر، دانشکده شیمی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، زنجان، ایران
3 - دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی‌فیزیک، دانشکده شیمی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
4 - استادیار شیمی پلیمر، دانشکده شیمی، پردیس علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایرا

تاریخ دریافت : 1397/08/30 تاریخ پذیرش : 1397/08/30 تاریخ انتشار : 1397/06/01

کلید واژه: پایداری گرمایی, انرژی فعال‌سازی, شبکه‌های بسپار, اینفرتر نوری, سینتیک تخریب,

چکیده مقاله :

در این پژوهش، تخریب گرمایی نانوچندسازه پلی (متیل‌متاکریلات)/ نانوذره‌های نقره تهیه‌شده به روش بسپارش نوری درجا با حد واسط اینفرتر نوری بررسی‌شده است. شبکه‌های نانوچندسازه در حضور 5/0 درصد وزنی از نانوذره‌های نقره و مقادیر متفاوتی از آلیل‌متاکریلات (0، 1، 5 و 10 درصد وزنی) به‌عنوان عامل شبکه‌ای کننده تهیه و نانوچندسازه‌های مربوط از طریق بسپارش رادیکالی آزاد نوری زنده و با استفاده از آغازگرهای دی‌متوکسی‌فنیل استوفنـون (DMPA) و تترااتیـل‌تیورام دی‌سولفاید (TED) تهیه شدند. بررسی‌های سینتیکی تخریب گرمایی شبکه‌های نانوچندسازه به دو روش غیرهمدما (روش فلین-وال-اوزاوا و کیسینجر-آکاهیرا-سونوس) نشان داد که نانوذره‌های نقره بر تخریب گرمایی پلی (متیل‌متاکریلات) اثری دوگانه دارند. به‌این‌ترتیب که، تخریب در حضور نانوذره‌های نقره در دماهای کمتری آغاز می‌شود اما با سرعت آرام‌تری نسبت به شبکه بسپاری خالص ادامه می‌یابد. محاسبه انرژی فعال‌سازی تخریب نشان داد که در مراحل ابتدایی تخریب (بین صفر تا 45 درصد)، انرژی فعال‌سازی تخریب نانوچندسازه کمتر از بسپار خالص بود. درحالی‌که، در مراحل انتهایی (از 45 تا 90 درصد تخریب) انرژی فعال‌سازی تخریب نمونه‌های نانو چندسازه‌ای در مقایسه با نمونه‌های فاقد نانوذره‌های نقره مقادیر بالاتری را نشان داد، به‌بیان‌دیگر تخریب به‌سختی صورت گرفت. به‌عبارتی، نانوذره‌های نقره در مراحل ابتدایی واکنش اثر کاتالیستی و در مراحل انتهایی واکنش اثر بازدارندگی بر تخریب دارند.

چکیده انگلیسی:

Here, we report thermodegradation of poly)methyl methacrylate(/silver nanoparticle )PMMA/AgNP( nanocomposite networks synthesized by in-situ photoiniferter-mediated photopolymerization. The nanocomposite networks were prepared in the presence of 0.5 wt.%of AgNP and various amounts of allyl methacrylate )0, 1, 5, 10 wt.%( as crosslinking agent. The kinetic studies of thermodegradation of the nanocomposite networks by two isoconversional methods, Flynn-Wall-Ozawa and Kissinger–Akahira–Sunose, showed that AgNP had a dual effect on thermal degradation of PMMA networks; at early stages, AgNP promoted the degradation of the nanocomposites while in the subsequent stages maintained the polymer stability against thermal degradation.

منابع و مأخذ:

[1]  Liu, C.; Li, X.; Wu, Y.; RSC Advances 5, 15354-15358, 2015. 

[2] Torkian, L.; Amini, M.; Amereh, E.; Materials Science and Technology 28, 111-116, 2013.

[3] Marschilok, A.; Lee, S.H.; Milleville, C.; Chen, P.; Takeuchi, E.; Takeuchi, K.; J. Composite Materials 47, 33-40, 2013.

[4] Deshmukh, R.; Composto, R.; Chemistry of Materials 19, 745-754, 2007.

[5] Balan, L.; Schneider, R.; Lougnot, D.; Progress in Organic Coatings 62, 351-357, 2008.

[6] Dhiman, J.; Kundu, V.; Kumar, S.; Kumar, R.; Chakarvarti, S.; American Journal of Materials Science and Technology 3, 13-21, 2014.

[7] Kooti, M.; Kharazi, P.; Motamedi, H.; J.Materials Science & Technology 30, 656-660, 2014.

[8] Slane, J.; Vivanco, J.; Rose, W.; Ploeg, H.; Squire, M.; Materials Science and Engineering: C 48,188-196, 2015.

[9] Kassaee, M.; Akhavan, A.; Sheikh, N.; Sodagar, A.; J. Applied Polymer Science 110, 1699-1703,2008.

[10] Irzh, A.; Perkas, N.; Gedanken, A.; Langmuir 23, 9891-9897, 2007.

[11] Matyjaszewski, K.; American Chemical Society 768, 2000.

[12] Boyes, S.G.; Granville, A.; Baum, M.; Akgun, B.; Mirous, B.; Brittain, W.; Surface Science 570, 1-12, 2004.

[13] Bartholome, C.; Beyou, E.; Bourgeat-Lami, E.; Chaumont, P.; Zydowicz, N.; Macromolecules 36, 7946-7952, 2003.

[14] Baum, M.; Brittain, W.; Macromolecules 35, 610-615,2002.

[15] Rahane, S.; Kilbey, S.; Metters, A.; Macromolecules 41, 9612-9618,2008.

[16] Chattopadhyay, D.; Panda, S.; Raju, K.; Progress in Organic Coatings 54, 10-19,2005.

[17] Moszner, N.; Salz, U.; Progress in Polymer Science 26, 535-576, 2001.

[18] Otsu, T.; J. Polymer Science, Part A.: Polym Chem 38., 2121-2136, 2000. 

[19] Lambrinos, P.; Tardi, M.; Polton, P.; Sigwalt, P.; European Polymer Journal 26,112-115,1990.

[20] Otsu.,T.; Matsunaga, T.; Dio, T.; Matsumoto, A.; European Polymer Journal 3, 78-90, 1995.

[21] Otsu, T.; Yoshida, M.; Tazaki, T.; A model for living radical polymerization Macromolecular Rapid Communication 3, 133-140, 1982.

[22] Lecouvet, B.; Bourbigot, S.; Sclavons, M.; Bailly, C.; Polymer Degradation and Stability 97, 1745-1754, 2012.

[23] Vyazovkin, S.; Dranca, I.; Fan, X; Advincula, R; Macromolecular Rapid Communication 25, 498-503, 2004.

[24] Hirata, T.; Kashiwagi, T.; Brown, J.; Macromolecules 18, 1410-1418, 1985.

[25] Goodarzi, V.; Jafari, S.; Khonakdar, H.; Monemian, S.; Mortazavi, M.; Polymer Degradation and Stability 95, 859-869, 2010.

[26] Ozawa, T.; Bulletin of the Chemical Society of Japan 38, 881-882, 1965.

[27] Flynn, J.; Wall, L.; J. Polymer Science Part B: Polymer Letters 4, 323-328, 1966.

[28] Rimez, B.; Rahier, H.; Van Assche, G.; Artoos, T.; Van Mele, B.; Polymer Degradation and Stability 93,1222-1230, 2008.

[29] Sbirrazzuoli, N.; Vincent, L.; Mija, A.; Guigo, N.; Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 96, 219-226, 2009.

[30] Ortega, A.; Thermochimica Acta 46, 74-81, 2008.

[31] Starink, M.; Thermochimica Acta 404, 163-176, 2003.

[32] Makvandi, P.; Nikfarjam, N.; Sanjani, N.; Qazvini, N.; Bulletin of Materials Science 38, 1625-1631, 2015.

[33] Podgórski, M.; Dental Materials 26, 188-194, 2010.

[34] Bershtein, V.; Egorova, L.; Yakushev, P.; Pissis, P.; Sysel, P.; Brozova, L.; J. Polymer Science Part B: Polym Phys 40, 1056-1069, 2002.

[35] Fragiadakis, D; Pissis, P; J. Non-Crystalline Solids 353, 4344-4352, 2007.

[36] Sun, Y; Zhang, Z; Moon, K; Wong, C; J. Polymer Science Part B: Polym Phys 42, 3849-3858, 2004.