کوپلیمرشدن رادیکالی وینیل ایمیدازول و وینیل فسفونیک اسید: ارتباط توزیع توالی-دمای انتقال شیشه‌ای کوپلیمرها

فرضیه: کوپلیمرشدن موفق‌ترین و قدرتمند‌ترین روش برای اعمال تغییرات اصولی در خواص پلیمر است. سودمندی و کارایی کوپلیمرشدن از یک طرف با پژوهش‌های بنیادی ارتباط خواص-ساختار و از سوی دیگر به‌وسیله محدوده گسترده‌ای از کاربردهای تجاری مشخص می‌شود. تعیین ساختار کوپلیمر (ترکیب کوپلیمر، توزیع توالی مونومر) یکی از چالش‌های اصلی برای پیش‌بینی خواص کوپلیمر و ارتباط میان ساختار و خواص است.روش‌ها: هوموپلیمرهای پلی(1-وینیل ایمیدازول) و پلی(وینیل فسفونیک اسید) به‌ترتیب در مجاورت ´α،α-آزوبیس ایزوبوتیرونیتریل (AIBN) و ´α،α-آزودی‌ایزوبوتیرآمیدین دی‌هیدروکلرید (AIBA) به‌عنوان آغازگر سنتز شدند. کوپلیمرهای پلی(1-وینیل ایمیدازول-وینیل فسفونیک اسید) در نسبت‌های مختلف مولی از مونومرها در خوراک اولیه با روش پلیمرشدن رادیکال آزاد رسوبی در حلال دی‌متیل فرمامید (DMF) در دمای 80 درجه سلسیوس تهیه شدند. ساختار و ریزساختار پلیمرها با روش‌های طیف‌سنجی بررسی شد. در ادامه، دمای انتقال شیشه‌ای هومو و کوپلیمرها با آزمون‌های گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و تجزیه گرمایی دینامیکی-مکانیکی (DMTA) اندازه‌گیری شد.یافته‌ها: نسبت‌ واکنش‌پذیری کومونومرهای 1-وینیل ایمیدازول و وینیل فسفونیک اسید با استفاده از روش Kelen-Tudos توسعه یافته و نتایج آزمون 1H NMR به‌ترتیب 0.078 و 0.870 به‌دست آمد. نسبت واکنش‌پذیری کومونومرها تمایل آن‌ها به تشکیل کوپلیمر متناوب را نشان داد. ریزساختار کوپلیمرها شامل توالی دوتایی مونومرها با استفاده از نسبت واکنش‌پذیری کومونومرها و معادله‌های نظری تعیین شد. سپس، دمای انتقال شیشه‌ای کوپلیمرها با استفاده از توالی‌های محاسبه‌شده و معادله Barton پیش‌بینی شد که تطابق بسیار خوبی با مقادیر تجربی نشان داد و مشخص شد، ریزساختار کوپلیمرها اثر مهمی بر دمای انتقال شیشه‌ای آن‌ها دارد.