No category

منابع پایان نامه ارشد با موضوع اکسیداسیون، زمان واکنش

دانلود پایان نامه

پارگی فیلم نانوکامپوزیتی حاصل مورد بررسی قرار گرفت.
همچنین برای بررسی حداقل دمای تشکیل فیلم از دستگاه MMFT BAR مدل GARDCO با استاندارد ASTM D 2354 استفاده شد .

شکل ۳-۱ . استاندارد تهیه نمونه فیلم نانوکامپوزیتی

۴.نتیجه گیری و بحث فصل چهارم
در این فصل نتایج آزمون‌های انجام شده بیان می‌شود و سپس به بررسی و تفسیر این نتایج پرداخته می‌شود.
۴-۱ پلیمریزاسیون امولسیونی وینیل استات-? الفین
۴-۱-۱ اندازه گیری وزن محتوای جامد لاتکس‎های حاصل ازپلیمریزاسیون امولسیونی وینیل استات -? الفین بااستفاده از محاسبات ریاضی
باتوجه به روابط ذکرشده برای اندازه گیری درصدجامد (محتوای جامد)لاتکس‎های سنتزی مطابق شماره گزاری ذیل، جدول ۴-۱ به بیان درصد جامد ( (%TSCهریک ازلاتکس‎ها می‎پردازد:
جدول ۴-۱ درصد جامد ( (%SCهریک ازلاتکس‎های سنتزی
** نمونه
* %TSC
۱
۳۸
۲
۳۱
۳
۲۸
** نمونه‎ها
۱:لاتکس حاصل از پلیمریزاسیون وینیل استات ۱-هگزن
۲:لاتکس حاصل از پلیمریزاسیون وینیل استات ۱-اکتن
۳:لاتکس حاصل از پلیمریزاسیون وینیل استات ۱-دکن
* %SC = (W/W0) × ۱۰۰
آنچه درخصوص نتایج فوق قابل ذکراست اینکه تمامی شرایط اعم از شرایط پلیمریزاسیون برای تمامی لاتکس‎های فوق الذکر یکسان بوده است ،ازطرفی آنچه که درمراجع بعنوان میزان استاندارد محتوای جامد ۶۴برای امولسیون‎هایی که بعنوان پایه رنگ استفاده می‎شود بیان شده است حدود %۶۰ – ۵۰ است]۷۲[ واین درحالیست که میزان درصد جامد برای نمونه‎های ۲ و۳ پایین تر از میزان استاندارد مربوطه بوده وفاقد ضخامت وکیفیت لازم برای نمونه سازی وانجام آزمون‎های هویت شناسی بود، ازاین رو نمونه سازی وآزمون‎های شناسایی برمبنای لاتکس حاصل از پلیمریزاسیون وینیل استات / ۱- هگزن صورت پذیرفت)شکل ۴-۱) .

شکل۴-۱. درصد محتوای جامد لاتکس‎های حاصل ازپلیمریزاسیون امولسیونی وینیل استات / ? الفین بااستفاده از محاسبات ریاضی
مشاهده شد که باافزایش طول زنجیر آلفا الفینی ازمیزان محتوای جامد لاتکس‎های حاصله بشدت کاسته شده که این معادل عدم بازدهی واکنش کوپلیمریزاسیون برای نمونه‎های ۲ و۳ به نسبت نمونه ۱ است، حال آنکه تمامی شرایط پلیمریزاسیون برای سنتزلاتکس‎ها یکسان بود‎، بعبارت دیگر باافزایش طول زنجیره آلفا الفینی ازپتانسیل شیمیایی این خانواده بشدت کاسته می‎شود بگونه‎ای که توان لازم برای کوپلیمر شدن باوینیل استات راازدست میدهد. نکته قابل توجه دراینجا عدم تکمیل واکنش هموپلیمریزاسیون وینیل استات درمجاورت منومرهای ۱-اکتن و۱-دکن است که مارا متوجه خلل درپیشرفت واکنش هموپلیمریزاسیون وینیل استات نیز درکنار این دسته ازآالفالفین‎ها می‎نماید.

۴-۱-۲ بررسی تاثیرانواع تکنیک‎های خوراک دهی برساختار نهایی کوپلیمر بااستفاده ازتکنیک اسپکتروسکپی HNMR 1
در طیف ۱HNMR مساحت زیر پیک متناسب با تعداد هیدروژن‏های آن است. پروتون‏های مختلف موجود در کوپلیمر وینیل‏استات ۱- هگزن در نواحی مختلف ظاهر می‏شوند و برای تعیین درصد ۱- هگزن هیدروژن گروه متیل متصل به گروه متیلن بهترین شرایط را دارد. نواحی مختلف طیف با توجه به فرمول ساختمانی کوپلیمر در جدول ۴-۲ مشخص شده است.

جدول۴-۲. شیفت شیمیایی پروتون‎های متیل‎، متیلن و متاین]۷۳[

ضمناّ پیک مشاهده شده در ناحیه حدود ppm2/7 مربوط به حلال کلروفرم بوده که در تمام طیفها یکنواخت می‏باشد.
از پیک‌های جذبی مهم، می‌توان به پیک مربوط به پروتون گروه متیل متصل به متیلن مربوط به واحدهای ۱-هگزن در ppm0.86 ‎، پروتونهای گروه متیل متصل به COOR در وینیل استات در ppm2 و پروتونهای مربوط به گروه متیلن (-CH2-) تا قبل از ppm9/1 اشاره کرد.
با استفاده از سطح زیر منحنی و به کمک رابطه ۴-۱ می‏توان درصد وزنی ۱- هگزن را در کوپلیمر بدست آورد:
(۱-A) * ( MW Of Vinyl Acetate) + ( MW Of 1-Hexene) * A ( MW Of 1-Hexene) / *A = %W1-Hexene
, A= (S1 / s2+s1)
(رابطه ۴-۱.تعیین درصد وزنی ۱- هگزن درکوپلیمر)*

S1*: سطح زیر منحنی پروتون‏ مربوط بهH گروه متیل متصل به متیلن (۱- هگزن)
S2* :سطح زیر منحنی مربوط به H گروه متیل متصل به COOR (وینیل استات)
شکل‎های ۴-۱ و ۴-۲ بترتیب طیف های ۱H NMR مربوط به کوپلیمر حاصل از پلیمریزاسیون امولسیونی وینیل استات ۱- هگزن به روش ناپیوسته وروش خوراک دهی گرسنه )با استفاده ازسیستم شروع کننده اکسیداسیون واحیاء) را نشان می‎دهد.

شکل ۴-۲ . طیف ۱H NMR مربوط به روش ناپیوسته

شکل ۴- ۳. طیف NMR 1H مربوط به روش خوراک دهی گرسنه

با توجه به روابط ارائه شده و نتایج حاصله از آزمون هویت شناسی NMR 1H درصد مشارکت وزنی ا- هگزن برای تکنیک‎های خوراک دهی ناپیوسته و گرسنه درجدول ۴-۳ بیان می‎شود:

جدول ۴-۳. درصد مشارکت وزنی ا- هگزن برای تکنیک‎های خوراک دهی ناپیوسته و گرسنه*
تکنیک خوراک دهی
درصد مشارکت وزنی ا- هگزن (درصد)
زمان واکنش)ساعت)
محتوای جامد
% Solid Content

ناپیوسته
۵.۴
۴
۳۵
گرسنه
۱۸
۴
۳۸

*واکنش بااستفاده از سیستم شروع کننده اکسیداسیون واحیاء ودرمدت زمان ۴ساعت انجام شده است.
گفتنی است تکنیک خوراک دهی گرسنه معمولا درواکنش‎های پلیمریزاسیون امولسیونی خصوصا واکنش‎های کوپلیمریزاسیون بمنظور کنترل نحوه چینش منومرها درساختار نهایی کوپلیمر بکار می‎روند، بگونه‎ای که می‎توان بابکارگیری این تکنیک ساختارهای قطعه‎ای ویا اتفاقی را درزنجیره اصلی پلیمر ایجاد نمود ] ۱۹[ دراین تحقیق سعی برآن شد که با بکارگیری تکنیک خوراک دهی گرسنه برمحدودیت پتانسیل شیمیایی بسیار ضعیف ۱- هگزن وضریب واکنش پذیری بسیارپایین آن که به صفر میل می‎کند فائق آییم‎، بدین صورت که سیستم را آکنده از منومر تنبل ۱- هگزن نگاه داشته و با گرسنه نگاه داشتن سیستم از منومر نسبتا واکنش پذیر وینیل استات تاحدامکان ازوقوع واکنش هموپلیمر شدن وینیل استات جلوگیری بعمل می‎آوریم، ازطرفی دراین شرایط رادیکال‎های حاصله از حمله شروع کننده به منومرهای وینیل استات ( بیشتر تمایل به انجام واکنش‎های انتقال واختتام دارند) ]۱۱[ شانس بیشتر‎ی برای برخورد با منومرهای تنبل ۱- هگزن خواهند داشت وآنها راتحریک به شرکت درواکنش‎های کوپلیمریزاسیون خواهند کرد ،که افزایش حدود ۱۲ درصدی مشارکت ۱- هگزن حاکی از تحریک بیشتر این منومر به حضور در ساختار نهایی کوپلیمر دارد.

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   با سامانه ویزای الکترونیک ایران آشنا شید

۴-۱-۳ بررسی تاثیرنوع سیستم شروع کننده واکنش پلیمریزاسیون برساختار نهایی کوپلیمربااستفاده ازتکنیک اسپکتروسکپی HNMR1
اشکال ۴- ۳ و ۴-۴ طیف HNMR1 مربوط به کوپلیمر حاصل از پلیمریزاسیون امولسیونی وینیل استات ۱-هگزن با استفاده از سیستم شروع کننده اکسیداسیون – احیا وحرارتی ( بااستفاده ازتکنیک خوراک دهی گرسنه) را نشان می‎دهد .

شکل ۴- ۴ . طیف HNMR1 مربوط به لاتکس حاصل از پلیمریزاسیون وینیل استات۱-هگزن با استفاده از سیستم شروع کننده اکسیداسیون واحیاء

شکل ۴-۵ .طیف HNMR1 مربوط به لاتکس حاصل از پلیمریزاسیون وینیل استات۱-هگزن بااستفاده از سیستم شروع کننده حرارتی

باتوجه به رابطه ۴-۱ مجددا می‎توان به محاسبه میزان مشارکت وزنی ۱- هگزن درلاتکس نهایی حاصل از بهره گیری از انواع سیستم شروع کننده ( اکسیداسیون- احیاء و حرارتی) در پلیمریزاسیون به کمک نتایج بدست آمده از آزمون HNMR 1 پرداخت.
از پیک‌های جذبی مهم، می‌توان به پیک مربوط به پروتون گروه متیل متصل به متیلن مربوط به واحدهای ۱- هگزن در ppm0.86‎، پروتونهای گروه متیل متصل به COORدر وینیل استات در ppm2 و پروتونهای مربوط به گروه متیلن (-CH2-) تا قبل از ppm9/1 اشاره کرد.
جدول۴-۴ به بیان نتایج حاصله می‎پردازد:

جدول ۴-۴ . درصد مشارکت وزنی ا- هگزن برای انواع سیستم شروع کننده*
انواع سیستم شروع کننده
درصد مشارکت وزنی ا- هگزن (درصد)
زمان واکنش)ساعت)
محتوای جامد
% Solid Content
اکسیداسیون – احیاء
۱۸
۴
۳۸
حرارتی
۶ .۳
۴
۳۴
*واکنش درشرایط خوراک دهی گرسنه انجام شده است.

مشاهده می‎شود که بابکارگیری سیستم شروع کننده حرارتی شاهد کاهش حدود ۱۴ درصدی حضور منومرآلفاالفینی ۱- هگزن درساختار نهایی لاتکس حاصله درقیاس با بکارگیری سیستم شروع کننده اکسیداسیون – احیاء می‎باشیم .
نکته‎ای که در خصوص چگونگی کاهش حضور منومر ۱ – هگزن درساختار نهایی لاتکس به نظر میرسد را می‎توان به تفاوت‎های این دوسیستم شروع کننده تعمیم داد‎، بدین صورت که دربهره گیری از سیستم شروع کننده حرارتی بمنظورفعالسازی سیستم نیاز به اعمال حرارتی حدود°C 75 داریم‎، حال آنکه سیستم آغازگر اکسیداسیون – احیا ء دردمای محیط نیز فعال شده ورادیکال آزاد ایجاد می‎کند.
باتوجه به مشخصات فیزیکی بیان شده برای منومرهای حاضردر واکنش ( فصل سوم) نقطه جوش منومر ۱ -هگزن حدود °C 63 می‎باشد، ازطرفی دمای واکنش(به کمک سیستم آغازگر حرارتی) حدود °C 10 ازنقطه جوش این منومر بالاتر است همچنین می‎دانیم که این واکنش درشرایط خوراک دهی گرسنه صورت پذیرفته یعنی سعی براین داشته ایم که محیط پلیمریزاسیون را آکنده از منومر تنبل ۱- هگزن باشد، حال آنکه این منومر بااستفاده از مبرد دائما شرایط تبخیر وتبرید راسپری نموده وبعبارتی ازدسترس رادیکال‎های آزاد وینیل استات برای شرکت درواکنش کوپلیمریزاسیون تاحدی خارج شده است دراین میان شاهد شکل گیری لاتکسی بامحوریت پلی وینیل استات بوده ایم که نتایج حاصل درجدول ۴-۵ از آزمون گرماسنجی پویشی تفاضلی نیز این فرضیه را تائید می‎کند.

جدول ۴-۵. تاثیر نوع سیستم شروع کننده بردمای انتقال شیشه‎ای لاتکس حاصله
انواع سیستم شروع کننده
دمای انتقال شیشه ای
(°C)
زمان واکنش)ساعت)
محتوای جامد
% Solid Content
اکسیداسیون – احیاء
۶ .۱۳
۴
۳۸
حرارتی
۲۱
۴
۳۴

نتایج حاصله ازپلیمریزاسیون انجام شده دراین تحقیق مبتنی چگونگی مشارکت آلفاالفین درلاتکس نهایی باتغییرات دما را می‎توان درپلیمریزاسیون کنترلی وینیل استات با ۱-آلکن‎ها نیز مشاهده نمود ] ۶ [ بگونه‎ای که درپلیمریزاسیون کنترل شده نیز افزایش دما منجر به کاهش چشمگیر مشارکت آلفاالفین در ساختار نهایی کوپلیمر شده علی رغم اینکه میزان محتوای جامد محصول نهایی دچارافزایش شده است ،آنچه بعنوان دلیل این پدیده نیز مطرح می‎شود مبتنی برفرضیه پبشرفت هموپلیمریزاسیون وینیل استات و عدم توانایی آلفاالفین به مشارکت درواکنش‎های کوپلیمریزاسیون است( باتوجه به نتایج آزمون HNMR 1) .

۴-۱-۴ بررسی تاثیرزمان انجام واکنش کوپلیمریزاسیون وینیل استات با۱- هگزن برساختارنهایی دمای انتقال شیشه‎ای وحداقل دمای تشکیل فیلم (MFFT) لاتکس پلی وینیل استات بااستفاده ازتکنیک اسپکتروسکپی HNMR 1 ،گرماسنجی

دیدگاهتان را بنویسید