سنتز، شناسايي و خواص پلي‌آميدهاي آروماتيك نوين جاذب UV

Synthesis, Characterization, and Properties of Novel Aromatic UV Absorber Polyamides

فرضيه: پلي‌آميدهاي آروماتيك دسته مهمي از پليمرهاي كارآمد و مقاوم گرمايي به‌شمار مي‌آيند. مهم‌ترين مسئله در به‌كارگيري اين پليمرها مشكل‌بودن فراورش است كه از دماي ذوب و دماي انتقال شيشه‌اي زياد و ماهيت حل‌نا‌پذيري آن‌ها در اغلب حلال‌هاي آلي بي‌پروتون ناشي مي‌شود. مشكل اصلي پليمرهاي مقاوم گرمايي، حفظ پايداري گرمايي و هم‌زمان افزايش حل‌پذيري آن‌هاست كه با طراحي و سنتز مونومرهاي جديد مي‌توان بر آن غلبه كرد. روش‌ها: ابتدا، بيس(4-اكسي بنزوﺋيك اسيد)-5،1-آنتراكينون (DA1) و بيس(3-اكسي بنزوﺋيك اسيد)-5،1-آنتراكينون (DA2) به‌ترتيب از راه واكنش‌هاي جانشيني هسته‌دوست 4-هيدروكسي بنزوئيك اسيد و 3-هيدروكسي بنزوئيك اسيد با 5،1- دي‌كلروآنتراكينون سنتز شدند. در مرحله بعد، روش Yamazaki براي سنتز پلي‌آميدهاي نوين از واكنش پليمرشدن ‌تراكمي دي‌اسيدهاي به‌دست‌آمده با دي‌آمين‌هاي آروماتيك متفاوت از جمله اكسي دي‌آنيلين (ODA)، پارافنيلن دي‌آمين (PPDA)، 6،2-دي‌آمينوپيريدين (DAP)، 5،1-‌دي‌آمينونفتالين (DAN) و دي‌آمينودي‌فنيل متان (DADPM) در مجاورت تري‌فنيل‌فسفيت (TPP) و پيريدين به‌عنوان معرف فعال‌كننده و N-متيل-2-پيروليدون به‌عنوان حلال به‌كار گرفته شد. يافته‌ها: ساختار مونومرها و پليمرهاي تهيه‌شده با روش‌هاي مختلف طيف‌نمايي شناسايي شد. خواص فيزيكي و گرمايي پليمرهاي جديد نظير پايداري و رفتار گرمايي، حل‌پذيري، گرانروي و جذب فرابنفش مطالعه و رابطه ساختار-خواص آن‌ها بررسي شد. پليمرهاي تهيه‌شده در محدوده 370-344 نانومتر جذب UV نشان دادند. واردكردن تركيب حجيم و آروماتيك آنتراكينوني به زنجير اصلي پليمر موجب شد تا در مجموع پليمرها از پايداري گرمايي زياد و حل‌پذيري بهبوديافته‌اي در حلال‌هاي قطبي بي‌پروتون برخوردار باشند.

Hypothesis: Aromatic polyamides are well known as a main group of high performance and heat-resistant polymers. One of the drawbacks to utilize these polymers is the difficulty in processing due to their insoluble nature in aprotic organic solvents in addition to their high melting point or glass transition temperature. One way of overcoming the main problem of heat-resistant polymers - i.e., enhancing solubility without too much scarifying of the thermal stability is designing new monomers. Methods: Firstly, bis(4-oxybenzoic acid)-1,5-anthraquinone (DA1) and bis(3-oxybenzoic acid)-1,5-anthraquinone (DA2) were prepared through aromatic nucleophilic substitution reaction of 4-hydroxybenzoic acid and 3-hydroxybenzoic acid with 1,5-dichloro anthraquinone, respectively. In the next step, the Yamazaki method was applied for synthesis of novel polyamides by polycondensation reaction of the obtained new diacids with commercial aromatic diamines such as oxydianiline (ODA), p-phenylene diamine (PPDA), 2,6-diaminopyridine (DAP), and diaminodiphenyl methane (DADPM) in presence of triphenylphosphite and pyridine as the activating agents and N-methyl-2-pyrolidone (NMP) as a solvent. Findings: The structures of prepared novel monomers and polymers were characterized using different spectroscopy methods. The thermal and physical properties of novel polymers such as thermal stability and behavior, solubility, viscosity and ultra violet absorption were studied and the structure-property relationship of these polymers was investigated. The prepared polymers showed defined UV-Vis absorption bands at the range of 344-370 nm. Inclusion of an aromatic and bulky anthraquinone unit to the main chain of polymers led to high thermal stability while their solubility was improved in polar aprotic solvents.