ميكروكپسول هاي دوكاره: سنتز و مطالعه مورفولوژي ميكروكپسول هاي مگنتيت/ هگزادكان با پوسته متاكريلاتي

Dual Functional Microcapsule: Synthesis and Morphological study of Magnetite n-Hexadecane/PMMA

در اين كار پژوهشي، ميكروكپسول هاي مگنتيتي با هسته هگزادكان(HD) و Fe3O4 و پوسته پلي متيل متاكريلات(PMMA) به روش پليمريزاسيون سوسپانسيوني سنتز شدند. در ابتدا نانوذرات Fe3O4 به روش هم رسوبي سنتز شده و سپس با اولوئيك اسيد(OA) اصلاح و آبگريز شدند. در مرحله بعد ذرات سنتز شده به همراه نرمال هگزادكان و متيل متاكريلات به روش پليمريزاسيون سوسپانسيوني به ميكروكپسول هاي مگنتيتي تبديل شدند. بررسي مورفولوژي ميكروكپسول هاي سنتز شده با استفاده از SEM، نمايانگر ذرات كروي با سطوح چروكيده در محدوده 200-180 ميكرون بود. سطوح ذرات ميكروكپسول كاملا پوشيده از چين و چروك بود كه كاملا متفاوت با مورفولوژي كروي پلي متيل متاكريلات مي باشد. كشش بين سطحي ميان پلي متيل متاكريلات و هگزادكان نقش اساسي و مهمي در مورفولوژي و ساختار هسته/ پوسته ميكروكپسول ها ايفا مي نمايد. دانه هاي PMMA خالص به صورت ذرات كاملا كروي با سطوح صاف بودند و با افزودن هگزادكان، به صورت ذرات چروكيده در آمدند. اين پديده را مي توان به شيرينكيج پوسته در طي پليمريزاسيون براي كاهش تنش هاي داخلي بين پوسته PMMA و HD ارتباط داد. كشش بين سطحي بالا بين PMMA و HD سبب ايجاد تنش بالا در زنجيره هاي پليمري مي شود و با توجه به سخت بودن و عدم انعطاف پذيري زنجيره هاي پليمري در دماي °C 70 ايجاد تنش نهفته در زنجيره ها امري گريزناپذير است و زنجيره هاي پليمري با ايجاد سطوح چروكيده ميزان تنش اعمالي را به حداقل مي رسانند. قابل ذكر است كه هيچ تغيير خاصي در مورفولوژي ميكروكپسول هاي PMMA/HD بعد از افزودن نانوذرات مگنتيتي اصلاح شده ايجاد نشد. اين موضوع نشان دهنده اصلاح مناسب ذرات مگنتيت مي باشد به گونه اي كه با افزودن اين ذرات تنش بين سطحي پوسته و هسته افزايش نيافته است.

Magnetic microcapsules based on n-hexadecane/Fe3O4 core and PMMA shell was synthesized by suspension polymerization. Morphological study of the microcapsules by SEM revealed spherical particles with wrinkled surface in the size of 180-200 µm which was opposite to neat PMMA particles. The interfacial tension between PMMA and HD plays a crucial role for obtaining core/shell structure with such morphology. Neat PMMA sample contained spherical particles and by addition of HD, the particles became wrinkled. This could be attributed to the shell shrinkage during polymerization to minimize internal stresses between PMMA shell and HD as the core material. High interfacial tension between PMMA and HD could impose internal stress on polymer chains and by considering the polymerization temperature (70 °C, which is lower than the Tg of PMMA), rigid PMMA chains are not flexible enough to tolerate such a stress and tend to relax to give a wrinkled surface. However, no more changes in the morphology of PCM microcapsules were observed with the addition of m-Fe3O4 NPs.