سنتز، شناسایی و خواص برخی نانو کامپوزیت های پلیمری فعال نوری و مقاوم حرارتی جدید تهیه شده از واکنش کلیک و واکنش های ایمیدی و آمیدی شدن انتخابی در محیط مایع یونی

در این پروژه تحقیقاتی، ابتدا یک سری از پلی(آمید-اتر) و پلی(اتر-ایمید)های مقاوم حرارتی جدید مشتق شده از منومرهای دی آمین جدید از طریق پلیمرشدن تراکمی مستقیم با دی?اسیدها و دی انیدریدهای تجاری مختلف تهیه گردیدند. واکنش?های پلیمرشدن تحت دو روش کلی حرارت دهی معمولی و محیط مایع یونی انجام شدند. حلال?های معمول مورد استفاده در واکنش?های شیمیایی دارای سمیت بالایی می?باشند و اثرات زیان آوری بر محیط زیست و سلامتی انسان می?گذارند. به منظور جلوگیری از این امر، واکنش?های پلیمرشدن در محیط مایع یونی ایمیدازولی انجام گرفتند. دی آمینهای جدید سنتز شده دارای دو گروه عاملی آمینی و فنلی می باشند ولی در محیط مایع یونی فقط گروه آمینی به صورت انتخابی پلیمره می شود و گروه فنولی در واکنش شرکت نمی کند. اثر برخی از متغیرهای واکنش بر ویژگی های فیزیکی پلیمرهای تهیه شده مورد مطالعه قرار گرفت. ساختار پلیمرهای به دست آمده با استفاده از روش های طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (ft-ir)، رزونانس مغناطیسی هسته?ای هیدروژن، ماورای بنفش- مرئی و آنالیز عنصری بررسی شد. مقاومت حرارتی پلیمرها با استفاده ار آنالیز گرما- وزن?سنجی (tga) مطالعه شد. نتایج بدست آمده نشان دادند که پلیمرها دارای پایداری حرارتی بسیار خوبی می?باشند. کلیه?ی این پلیمرها به علت داشتن قطعات انعطاف?پذیر اتری و گروه?های آویزان حجیم، که از نزدیک شدن زنجیرهای پلیمری جلوگیری می‎کند، دارای حلالیت بسیار خوبی می‎باشند. این پلیمرها به صورت فیلم?های نازک و شفاف نیز قابل تهیه می باشند. کریستالینیتی پلیمرها با استفاده از روش پراش پرتو ایکس (xrd) بررسی شد. الگوهای پراش نشان دادند که پلیمرهای سنتز شده دارای ماهیت بی شکل می?باشند که این خصوصیت ناشی از وجودگروه?های انعطاف?پذیر آمیدی، ایمیدی، اتری، متیلی و متیلنی می?باشد که از برهمکنش بین زنجیرهای پلیمری جلوگیری می?کنند. همچنین مورفولوژی سطحی پلیمرها با استفاده از آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر زمینه (fe-sem) مطالعه شد. تصاویر حاصل نشان دادند که ذرات پلیمری تقریباًً کروی با قطر متوسط کمتر از 100 نانومتر می?باشند. در قسمت بعد، نانوکامپوزیت?های بر پایه?ی این پلیمرها، حاوی نانوذرات سیلیکا و آلومینا اصلاح شده، تهیه شدند. نانوذرات با درصدهای وزنی مختلف 5، 10، 15 و 20 درصد وزنی نسبت به وزن پلیمر در بافت پلیمری پخش و توزیع شده و نانوکامپوزیت‎های مربوطه تهیه شدند. فیلم‎های نازک کامپوزیتی به روش مخلوط کردن نانوذرات در محلول پلیمری و سپس ریخته‎گری آن تهیه گردیدند. نانوکامپوزیت?های تهیه شده با روش های آنالیز متفاوتی مانند ft-ir، xrd، tga، fe-sem و میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) مورد بررسی و مطالعه قرار گرفتند. اطلاعات بدست آمده از tga نشان دادند که پایداری حرارتی نانوکامپوزیت ها با افزایش محتوای نانوذرات افزایش پیدا کرد. همچنین خواص مکانیکی فیلم‎های نانوکامپوزیتی مطالعه شد و اطلاعاتی از جمله مدول الاستیسیته، تنش کششی و کرنش از این مطالعه بدست آمد. نتایج نشان دادند که با افزایش درصد وزنی نانولوله?ها در بافت پلیمری، خواص مکانیکی نانوکامپوزیت?های حاصل بهبود یافت. در بخش دیگری از این پروژه، یک سری از منومرهای جدید فعال نوری با انتهای دی آلکین حاوی اتصال اتری و گروههای ایمیدی و فروسنی سنتز شد و با شش دی آزید سنتز شده (که از دی آلکین برماید مربوطه تهیه شدند) به وسیله¬ی واکنش کلیک و کاتالیزگر مس پلیمره شدند تا پلیمرهای فعال نوری جدید پلی (اتر-ایمید-تری آزول) (peitaz) و پلی (اتر-تری آزول-فروسن) های (petazf) جدید با حلالیت بالا تهیه شوند. این peitaz و petaf با اتصالات هتروسیکلی عامل دار برای تهیه مواد نانوکامپوزیتی تقویت شده با پیوند شیمیایی به سطح ذرات مغناطیسی آهن متصل شدند. پلیمرها و نانوکامپوزیتها به وسیله¬ی روشهای ft-ir، nmr و آنالیز عنصری شناسایی شدند و سپس خواص فتوفیزیکی، حرارتی، گرانروی ذاتی، مغناطیسی، مکانیکی و توانایی برای حذف یونهای سنگین فلزی سمی از محیط مورد بررسی قرار گرفتند.