کنترل خواص نانوکامپوزيت‌هاي پليمري
محققان دانشگاه صنعتي اميرکبير، روشي جديد براي تهيه‌ي نانوکامپوزيت‌هاي پليمري ارايه کرده‌اند که نانوکامپوزيت پليمري حاصل از اين روش داراي خواص کنترل شده و برتري نسبت به پليمرهاي تجاري است.
خانم ليلا حاتمي کارشناس ارشد رشته شيمي کاربردي از دانشگاه صنعتي اميرکبير، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد فناوري نانو گفت: «اکثر پليمرهاي تجاري که امروزه در صنايع مختلف استفاده مي‌شوند با روش پليمريزاسيون راديکال آزاد به دست مي‌آيند که نمي‌توان خواص آنها را از قبل پيش‌بيني و کنترل کرد. با به کارگيري روش پليمريزاسيون راديکالي انتقال اتم (ATRP) مي‌توان پليمري با وزن مولکولي قابل پيش‌بيني، توزيع وزن مولکولي باريک و سينتيک پليمريزاسيون قابل پيش‌بيني به دست آورد و نانوکامپوزيتي سنتز کرد که خواص حرارتي، مکانيکي، ضد خوردگي، نوري و غيره بسيار برتري نسبت به نمونه‌ي پليمري خود دارد».
خانم حاتمي افزود: «ما در اين تحقيق، براي سنتز لاتکس نانوکامپوزيت پلي (استايرن- کو- بوتيل‌اکريلات)/خاک رس از روش جديدي به نام پليمريزاسيون راديکالي انتقال اتم درجا استفاده کرديم. با بکارگيري اين روش در توليد نانوکامپوزيتها، علاوه بر توزيع منظم نانولايه‌هاي خاک رس، مي‌توان خواص بستر پليمري را نيز کنترل کرد».
وي اضافه کرد: «ابتدا ميني امولسيون حاوي نانوذرات خاک رس در فاز آبي تهيه شد. سپس، با افزودن عامل کاهنده، پليمريزاسيون آغاز گرديد. رفتار آبي عامل فعال سطحي بررسي شد و مقدار عامل کاهنده و کاتاليست مناسب براي انجام واکنش به‌دست آمد. سپس، اثر درصدهاي مختلف خاک رس روي سينتيک پليمريزاسيون راديکالي انتقال اتم و خواص نانوکامپوزيتها بررسي شد».
محقق پژوهش در رابطه با بررسي‌هاي انجام شده گفت: «رفتار آبي عامل فعال سطحي کاتيوني به کمک اندازه‌گيري کشش سطحي محلول‌هاي مختلف انجام شد. سپس، به کمک معادله‌ي هم‌دماي جذب سطحي گيبس، غلظت فزوني سطح و مساحت پوشيده شده به ازاي هر مولکول عامل فعال سطحي روي قطرات ميني امولسيون محاسبه گرديد. با استفاده از اين معادلات، مقدار غلظت بحراني مايسل 55/0 ميلي‌مولار و مساحت پوشيده شده به ازاي هر مولکول عامل فعال سطحي 6/0 نانومتر مربع به دست آمد. نتايج حاصل نشان داد که مکانيسم غالب هسته‌گذاري در پليمريزاسيون انجام شده از نوع قطره‌اي است. سپس نسبت بهينه‌ي عوامل مختلف واکنش براي کنترل واکنش به دست آمد. وزن مولکولي پليمرها و سينتيک پليمريزاسيون راديکالي انتقال اتم تحت تأثير مقدار خاک رس قرار داشت. کوپليمرهاي نهايي، شاخص پراکندگي وزن مولکولي کمتر از 2/1 و توزيع وزن مولکولي باريکي داشتند. خطي بودن نمودار سينتيکي ln([M0]/[M) در مقابل زمان نشان‌دهنده‌ي غلظت ثابت راديکال‌ها در طي واکنش و کنترل شدن واکنش بود».
گفتني است کاربرد ويژه‌ي اين نانوکامپوزيتها با بستر کوپليمري در زمينه‌ي روکش‌هاي پليمري است.
جزئيات اين پژوهش -که بخشي از پايان‌نامه‌ي کارشناسي ارشد خانم ليلا حاتمي است و با راهنمايي دکتر وحيد حدادي اصل، همکاري مهندس حسين روغني ممقاني و مهندس مهدي سلامي و خانم ليلا احمديان علم انجام شده‌است- در مجله‌ي Polymer Composites (جلد 32، صفحات 975-967، سال 2011) منتشر شده‌است.
