سنتز نانوكامپوزيت پلي‌(استيرن‌ـ كوـ بوتيل‌اكريلات) - خاك رس به روش پليمرشدن راديكالي انتقال اتم درجا با استفاده از فعال‌كننده توليد شده با انتقال الكترون

Synthesis of Poly(styrene-co-butyl acrylate)/Clay Nanocomposite via In Situ AGET ATRP

نانوكامپوزيت پلي‌(استيرن‌ـ كوـ بوتيل آكريلات)- خاك رس به روش پليمرشدن راديكالي انتقال اتم درجا با استفاده از فعال‌كننده توليد شده با انتقال الكترون در مجاورت خاك رس اصلاح‌شده با نسبت مولي برابر از دو ماده فعال سطحي دودسيل‌تري‌متيل‌‌آمونيوم‌برميد و وينيل‌بنزيل‌تري‌متيل‌آمونيوم‌كلريد سنتز شد. ماهيت زنده پليمرشدن با توزيع وزن مولكولي باريك و شاخص پراكندگي در محدوده 15/1-13/1 تاييد شد. وجود ساختارهاي بين‌لايه‌اي و ورقه‌اي در پليمر زمينه با الگوهاي پراش پرتو X (XRD) و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني عبوري مشاهده شد. نتايج به‌دست‌آمده از گرماوزن‌سنجي پايداري گرمايي جزيي را براي نمونه‌هاي نانوكامپوزيتي نسبت به كوپليمر خالص نشان داد. نتايج به‌دست‌آمده از گرما‌سنجي پويشي تفاضلي كاهش دماي انتقال شيشه‌اي با افزايش خاك رس را براي نمونه‌هاي نانوكامپوزيتي نشان داد. كاهش وزن مولكولي نانوكامپوزيت‌ها و تضعيف برهم‌كنش‌هاي بين زنجير‌ها از جمله دلايل اين كاهش به شمار مي‌آيند. ساختار شيميايي كوپليمر حاصل با طيف سنج رزونانس مغناطيس هسته‌اي هيدروژن تاييد و تركيب كوپليمر نيز مشخص شد.

Poly(styrene-co-butyl acrylate)/clay nanocomposites were synthesized via in situ atom transfer radical polymerization using activators generated by electron transfer in the presence of a montmorillonite ion-exchanged with mixed surfactants of dodecyl trimethyl ammonium bromide and vinyl trimethyl ammonium chloride. The living nature of polymerization is confirmed by occurrence of narrow molecular weight distribution of the nanocomposites in which copolymers with polydispersity index of about 1.13-1.15 were obtained. Partial exfoliation of clay layers in the copolymer matrix was demonstrated by XRD patterns and further studies of TEM images. Thermogravimetric analysis (TGA) results demonstrated a slight increase in the thermal stability of nanocomposites in comparison with the neat copolymer. DSC results indicated a decrease in the glass transition temperature (Tg) of nanocomposites by the addition of clay content which are attributed to low molecular weights of the copolymers and weaker interactions between polymer chains. The chemical structure and composition of copolymers was identified by 1H NMR analysis