كوپليمريزاسيون‌ راديكالي كنترل‌شده/ زنده استايرن و متيل‌متاكريلات در محيط پراكنده آبي: سنتز و شناسايي نانوكامپوزيت‌

Controlled/Living Radical Copolymerization of Styrene and Methyl Methacrylate in Aqueous Dispersed Media: Synthesis and Characterization of Nanocomposite

لاتكس پايدار نانوكامپوزيت كوپليمر (استايرن- متيل متاكريلات)/ خاك رس به روش پليمريزاسيون راديكالي انتقال اتم معكوس در سيستم ميني‌امولسيوني و در دماي C° 90 سنتز شد. پليمريزاسيون ميني‌امولسيوني به جهت فوايد فراوان آن در كپسوله كردن مواد معدني، سهولت فرآيند هسته‌زايي، و حذف حلال‌هاي آلي مورد استفاده قرار گرفت. درجه تبديل نهايي مونومر با استفاده از روش وزن‌سنجي اندازه‌گيري شد. توزيع اندازه قطرات و ذرات نيز با استفاده از روش تفرق ديناميكي نور (DLS) به‌دست آمد. همچنين متوسط عددي وزني و وزن مولكولي و شاخص پراكندگي با استفاده از روش كروماتوگرافي ژل تراوايي (GPC) مورد ارزيابي قرار گرفت. توزيع وزن مولكولي در مورد نمونه‌هاي نانوكامپوزيتي پهن‌تر بوده و با افزايش ميزان نانوذره نيز پهن‌تر گرديد. درصد مولي و ميزان تبديل هر يك از مونومرها در زنجيرهاي كوپليمري با استفاده از روش طيف‌سنجي رزونانس مغناطيسي هسته (1H NMR) تخمين زده شد. نتايج تفرق اشعه ايكس (XRD) نشان‌دهنده ساختار پراكنشي تمامي نانوكامپوزيت‌هاي سنتزي به روش پليمريزاسيون درجا بود. نتايج FTIR نشان‌دهنده قرار‌گيري موفق ذرات نانو در ماتريس پليمري است. تصاوير SEM نيز توزيع يكنواخت ذرات كروي نانوكامپوريت كوپليمر (استايرن- متيل متاكريلات)/ خاك رس با محدوده اندازه nm 200 را نشان مي‌دهد.

Stable latexes of poly (styrene-co-methyl methacrylate)/clay nanocomposites were synthesized by in-situ reverse atom transfer radical polymerization at 90 °C and in miniemulsion system. Miniemulsion polymerization has been employed for its abundant advantages to encapsulate inorganic materials, simple nucleation step, and elimination of organic solvents. Final monomer conversion was determined by gravimetric method. Droplets and particles size distribution were obtained by using dynamic light scattering (DLS) analysis. Also, number and weight average molecular weight and polydispersity indexes of the samples were also evaluated by GPC method. In addition, the PDI value of the neat polymer was smaller than the extracted polymer from nanocomposites and in the case of nanocomposites it increased by increasing nanoclay content. Mole ration and fractional conversion of each monomer in copolymer chains were estimated by using 1H NMR spectroscopy. XRD patterns displayed no peak in in-situ synthesized nanocomposites which indicates an exfoliated structure of all the nanocomposites prepared by this method. FTIR spectra indicate successfully loading of nanoclay in the copolymer matrix. SEM micrographs presented a monodisperse distribution of spherical shape particles of poly (styrene-co-methyl methacrylate)/clay nanocomposite with a size in the range of around 200 nm.