سنتز و بررسي خواص مكانيكي ديناميكي شبكه‌هاي پليمري در هم نفوذ كرده پلي استايرن، پلي متيل متاكريلات و پلي بوتيل آكريلات با ريخت‌شناسي هسته/پوسته

Synthesis and investigation of dynamic-mechanical properties of polystyrene, poly methyl methacrylate and poly buthyl acrylate IPNs with core/shell morphology

فرضيه: اساس ميرايش توسط پليمرها، جذب انرژي مكانيكي به شكل گرما است. وقتي پليمري در دما و فركانس مناسب در معرض ارتعاش قرار مي گيرد، انرژي ارتعاشي مولكولي به گرما تبديل مي شود و يك پيك اتلاف در محدوده ناحيه انتقال شيشه اي آن ظاهر مي شود. ساخت ذرات لاتكس هسته/پوسته با ريخت شناسي مشخص و استفاده از شبكه هاي پليمري در هم نفوذ كرده در بخش هاي هسته و پوسته يكي از بهترين روش هاي گسترده نمودن محدوده ميرايش است. هدف از اين پژوهش، ساخت شبكه هاي پليمري در هم نفوذ كرده با ريخت شناسي هسته/پوسته و بررسي خواص مكانيكي ديناميكي آن ها است. روش ها بدين منظور، ذرات هسته/پوسته چند لايه پلي(استايرن- متيل متاكريلات- بوتيل آكريلات) به وسيله پليمريزاسيون امولسيوني نيمه پيوسته ساخته شدند و تشكيل ساختارها با FTIR مورد بررسي قرار گرفت. چيدمان لايه ها با تغيير نسبت وزني مونومرها در هر لايه به گونه اي طراحي گرديد كه دماي انتقال شيشه اي به تدريج از هسته به پوسته كاهش يابد و بررسي اندازه ذرات به وسيله DLS، توزيع يكنواخت و در محدوده نانو ذرات را تاييد نمود. سپس، تاثير كاهش دماي واكنش، عامل شبكه اي كننده و نسبت وزني لايه ها بر خواص مكانيكي ديناميكي مورد بررسي قرار گرفت. يافته ها نتايج نشان داد، ذرات هسته/پوسته سه لايه در دمايºC 75 با مقدار بهينه از عامل شبكه اي كننده و نسبت وزني 1:2:3 وسيع ترين منطقه موثر ميرايش ازºC26- تا ºC 146را فراهم مي نمايد.

Hypothesis: The basis of damping in polymers is the absorption of mechanical energy in the form of heat. When a polymer is exposed to vibration at the right temperature and frequency, the molecular vibrational energy is converted to heat and a dissipation peak appears within its glass transition region. Synthesis of core / shell latex particles with a specific morphology and using interpenetrating polymer networks in the core and shell sections is one of the best ways to expand the damping range. The aim of this study is to synthesize and investigate the dynamic-mechanical properties of interpenetrating polymer networks with core / shell morphology. Methods: For this purpose, poly (styrene-methyl methacrylate-butyl acrylate) multilayer core/shell particles were fabricated by semi-continuous emulsion polymerization The formation of the structures was examined by FTIR . The arrangement of the layers was designed by varying the weight ratio of the monomers in each layer so that the glass transition temperature gradually decreased from the core to the shell and investigation of the particle size by DLS confirmed the uniform distribution in the nano scale. The amount of cross linker, reduction of reaction temperature and the weight ratio of the layers on the dynamic-mechanical properties were investigated. Finding: The results showed that the three-layer core/shell particles at 75ºC with the optimal amount of crosslinking agent and weight ratio of 1:2:3 provide the widest effective damping range from -26ºC to 147ºC.