بخشی از مقاله
سنتز و شناسايي پلي يورتان هاي جديد حاوي گروه آزو از طريق واکنش تولوئن دي
ايزوسيانات با دي ال آروماتيک
چکيده
گروه ي از پلي يورتان هاي خطي جديد با پايداري حرارتي بالا و حلاليت مناسب از طريق واکنش پليمرش دن تراکمي بين يک دي ال با پايه ي آزويي و تولوئن دي ايزوسيانات سنتز شده اند. پلي يورتان ها به وسيله ي پليمر شدن محلول در حلال هايي نظير N,N- دي متيل استاميد (DMAc) خشک و N-متيل پيروليدون (NMP) خشک تهيه شده اند. ويسکوزيته ي اين پليمرها در محدوده ي١-dL g ٠.٥٩-٠.١٤مي باش . شناسايي پليمرها و مونومر با تکنيک هاي اسپکتروسکوپي FT-IR
، UV-vis وH-NMR١ انجام شده است . خواص فيزيکي پليمرها مانند ويسکوزيته ي محلول ،حلاليت ، پايداري حرارتي و رفتارهاي گرمايي در اين کار مورد مطالعه وبررسي قرار گرفته است .
کلمات کليدي: پلي يورتان ، دي ايزوسيانات ، پايداري حرارتي، دي ال با پايه آزويي
١-مقدمه
پلي يورتان ها اهميت بسيار زيادي در مهندسي مواد دارند، به خاطر الاستومر و پلاستيکي بودن اين ترکيبات و همچنين به خاطر پايداري زياد آنها در برابر فرآيند خوردگي، مي توان از آنها به عنوان محافظ و پوشش استفاده کرد. پلي يورتان ها به اشکال مختلفي جهت استفاده در صنايع نساجي، سنتز چرم ، چسب ، فوم ، پوشش و روکش اصلاح شدند [١و٢]. پلي يورتان هاي شناخته شده داراي مقاومت شيميايي بالا، مقاومت مکانيکي و خواص فيزيکي فوق العاده اي هستند. همچنين آنها به شدت واکنش پذير بوده و مقاومت کمي در برابر حرارت دارند، که کاربرد آنها را محدود کرده است [٣]. امروزه تحقيقات بسياري جهت بهبود پايداري حرارتي پلي يورتان ها صورت گرفته است [٨-٤].
گروه هاي آزويي در پليمرها باعث به وجود آمدن ترکيبات فعال نوري مي شوند، که با تابش نورهاي مرئي اين خواص پليمرها را مي توان نشان داد [١٢-٩]. در اين کار سنتز و شناسايي پلي يورتان هاي جديد خطي طي پليمر شدن تراکمي به وسيله ي يک دي ال آروماتيک جديد با پايه ي آزويي و تولوئن دي ايزوسيانات گزارش شده است . شناسايي اين دسته از ترکيبات به کمک تکنيک هاي اسپکتروسکوپي FT-IR،UV-vis وH-NMR١ انجام مي گير . ما در اينجا به بيان
2
تأثيرعوامل مختلف در واکنش ، نظير تأثير حلال ، تأثير دي ال رنگي با پايه آزويي بر روي خواصي نظير خواص گرمايي، حلاليت و اثر بر روي طيف پلي يورتان ها مي پردازيم .
٢-تجربي
٢-١- روش سنتز مونومر
در يک بالن ٥٠ ميلي ليتري دي آمين را در استون حل کرده ، سپس سديم نيتريت و کلريدريک اسيد را به ظرف واکنش افزوده ، مواد به مدت دو ساعت برروي همزن مغناطيسي قرار مي گيرند.
در يک بالن ٥٠ ميلي ليتري ديگر محلولي ازفنول در حلال آب تهيه کرده ، سپس محلول مرحله ي قبل را به آرامي به ظرف واکنش مي افزاييم . محلول به مدت ٢٤ ساعت به روي همزن مغناطيسي باقي مي ماند. محلول را صاف کرده و با آب و n- هگزان شست شو داده ، سپس رسوب بدست آمده را در دماي محيط قرار مي دهيم تا خشک شود. پيشرفت واکنش با کمک
TLC ( کروماتوگرافي لايه نازک ) دنبال مي شود.
٢-٢- روش سنتز پليمر
در يک بالن ٢٥ ميلي ليتري مونومرتهيه شده از مراحل قبل را در حلال NMP يا DMAc خشک حل کرده سپس تولوئن دي ايزوسيانات حل شده در حلال را به آن مي افزاييم و به مدت ٢ ساعت دردماي اتاق قرار مي دهيم ، سپس دما را به آرامي افزايش داده ، پس از آن دما را به ١٠٠ درجه ي سانتي گراد رسانده ، به مدت ٢٤ ساعت واکنش در اين دما باقي مي ماند .
عمل رسوب گيري به کمک متانول و آب انجام مي گيرد. اين پليمر بدون حضور کاتاليست و توسط کاتاليست هاي مختلفي از قبيل پيريدين (py)، تري اتيل آمين (TEA) و دي بوتيل تين دي لائورات (DBTD) سنتز مي شود که نتايج حاصل ازآنها با هم مقايسه شده اند.
٣- نتايج
٣-١-سنتز و شناسايي دي ال
دي ال جديد حاوي گروه آزو با واکنش بين ٤,.٤- دي آمينو فنيل اتر با فنول در حضور سديم نيتريت در محيط اسيدي سنتز گرديد (طرح ١ . ساختار شيميايي اين دي ال به کمک تکنيک اسپکتروسکوپي FT-IR تأييد ش . طيف مربوط به مونومر را در شکل - ١ مشاهده مي کنيم که پيک هاي شاخص آن مربوط است به گروه OH در ناحيه ي ١-cm ٣٣٤٠، N=N در ناحيه ١-cm ١٥٨٩، C-N کششي در ناحيه ي ١-cm ١٤٩١، C-O کششي در ناحيه ي١-cm ١٢٤٣مي باشد.
3
طرح ١-سنتز دي ال حاوي گروه آزو
شکل ١-طيف FT-IR دي ال
٣-٢-سنتز و خواص فيزيکي پلي يورتان ها
پلي يورتان ها توسط واکنش دي ال و تولوئن دي ايزوسيانات در حلال DMAc يا NMP خشک در حضور کاتاليست هاي مختلف يا شرايط بدون کاتاليست مطابق طرح ٢ سنتز شده ان .پلي يورتان هاي بدست آمده داراي راندمان و ويسکوزيته خوبي هستند (جدول ١ . بهترين راندمان با توجه به جدول ١ مربوط به پلي يورتان ٤ با کاتاليست DBTD و بهترين ويسکوزيته طي فرايند پليمر شدن از پلي يورتان ٣ با کاتاليست TEA به دست آمد.
4
طرح ٢-سنتز پلي يورتان
جدول ١-سنتز و خواص فيزيکي پلي يورتان ها، تهيه شده از کاتاليست هاي مختلف
شرايط واکنش براي اندازه گيزي ويسکوزيته : ١٠ ميلي ليتر DMF و ٠.٠٥ گرم پلي يورتان
٣-٣- حلاليت پلي يورتان ها
حلاليت پلي يورتان هاي سنتز شده در حلال هاي مختلف مورد مطالعه قرار گرفت (جدول ٢ . پلي يورتان ها در حلال هاي طبي نظيرNMP،DMAc وN-N دي متيل فرماميد (DMF) در دماي اتاق به خوبي حل مي شود.
*
جدول ٢- تست حلاليت در پلي يورتان ١
