پوشش‌هاي هوشمند پليمري بر پايه‌ي پلي(استايرن-اسپيروپيران) پاسخگو به نور

Smart coatings based on poly(styrene-spiropyran) photo-responsive polymers

در اين پژوهش پليمرهاي بر پايه ي پلي(استايرن-اسپيروپيران) پاسخگو به نور به روش پليمريزاسيون راديكال آزاد سنتز شد. بدين منظور در ابتدا يك گروه آكريلاتي بر روي اسپيروپيران استخلاف گرديد تا امكان انجام پليمريزاسيون به واسطه ي گروه وينيلي فراهم گردد. براي شناسايي و ارزيابي خواص پليمر سنتز شده از تجزيه هاي رزونانس مغناطيسي هسته (NMR)، طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR)، طيف سنجي ماورا بنفش-مريي (UV-vis) و تجزيه ي زاويه ي تماس آب استفاده شد. نتايج تجزيه هاي NMR و FTIR بيانگر كوپليمريزاسيون موفقيت آميز استايرن و اسپيروپيران مي باشد. خواص نوري پليمرها در حلال كلروفرم و همچنين پوشش هاي آنها بر روي شيشه مورد ارزيابي قرار گرفت. تمام پليمرهاي سنتز شده به واسطه ي تابش نور ماورا بنفش nm 315-390 به رنگ بنفش تغيير رنگ مي دهند كه با تابش نور مريي با طول موج nm 590 رنگ بنفش از بين مي رود. تجزيه ي زاويه ي تماس نشان داد كه زاويه ي تماس پوشش ها با افزايش درصد اسپيروپيران زياد شده و سطوح آبگريزتر مي شوند و در برابر تابش نور ماورابنفش آبدوست مي شوند. تغييرات زاويه ي تماس در برابر تابش نور ماورابنفش با افزايش مقدار اسپيروپيران بيشتر مي شود. بنابراين با استفاده از پليمرهاي بر پايه ي پلي(استايرن-اسپيروپيران) مي توان پوشش هاي هوشمند پاسخگو به نور تهيه نمود.

In this research, poly(styrene-spiropyran) photo-responsive polymers were synthesized by free radical polymerization. For this purpose, an acrylate group was substituted on the spiropyran to allow the polymerization by the vinyl group. Different analyses such as nuclear magnetic resonance (NMR), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), UV-vis spectroscopy, and water contact angle analysis were used to characterize and evaluate the properties of the synthesized polymers. The results of NMR and FTIR analyses indicated the successful copolymerization of styrene and spiropyran. The optical properties of the polymers were evaluated in a chloroform solvent. The color of all solutions was changed to purple by UVA irradiation, which subsequently was eliminated by visible light with a wavelength of 590 nm. Contact angle analysis showed that with increasing spiropyran content, the contact angle of coatings increased and the surfaces were more hydrophobic. UV irradiation made the surface hydrophilic. The water contact angle changes during UV irradiation increased with increasing the spiropyran content of the coatings. As a result, the hydrophobic surface became a hydrophilic one. Therefore, photo-responsive coatings were developed using poly(styrene-spiropyran) polymers.