Skip to main content
SUPERVISOR
Saied Nouri-Khorasani
سعید نوری خراسانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mehdi Javani
مهدی جوانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Increasing Solvent Resistance and Hardness of (Styrene- Isoprene- Styrene) Block Copolymer with UV Irradiation
Crosslinking reaction of polymers by ultraviolet (UV) irradiation has been important in industries specially for coating, ink and printing applications. In this research, (styrene- isoprene- styrene) block copolymer was selected as a base polymer and photocrosslinking reaction under UV irradiation in presence of both benzoin photoinitiator and ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) monomer as crosslinking agent were carried out. (Styrene- isoprene- styrene) block copolymer (SIS) have two phase morphology and is commonly used in pressure sensitive adhesives and flexographic printing plates. In these applications, SIS should have solvent resistance and chemical resistance properties. UV irradiation curing has become a well accepted technology which is capable of fast polymerization in solid media despite severe molecular mobility restrictions. Benzoin was used as photoinitiator because it has cromophor group (C=O) that could absorb UV irradiation. EGDMA was used as crosslinking agent, as it has functional groups (C=C) that could react with double bond (C=C) of SIS. Specimens were prepared by melt mixing in an internal mixer. The compounds then made into sheets by compression molding machine. ATR-FTIR spectroscopy before and after exposure to UV shows, absorbtion band of double bond (C=C) at 1543 Cm -1 decreases after exposure. This decreasing is due to reaction of double bond of copolymer with double bond of EGDMA. Hardness and solubility tests shows, with increasing concentratio of benzoin photoinitiator (0.1-1phr), hardness and gel content of samples increases, while swelling ratio decreases. Because with increasing of benzoin concentration, free radical concentration produced under UV exposure were increased. So crosslinking between polymeric chains increased and solvent resistance of polymer network increased. Also with increasing EGDMA crosslinking agent (1-10phr), hardness and gel content of samples increases, while swelling ratio decreases. Because with increasing concentration of EGDMA, crosslinking between copolymer chains increase, so diffusion of solvent in polymer network decrease. At low concentration of EGDMA ( gelation did not occure. Taguchi method for design of experiment showed, maximum hardness and gel content is for compound contain of 1 phr benzoin photoinitiator and 10 phr EGDMA monomer. Maximum increase of hardness and gel content occurred, when using 1phr benzoin and 10 phr EGDMA, it was about 53.8% for gel content and 37% for hardness. Results of thermal stability test showed, heating of unirradiated sample containing 1 phr benzoin and 10 phr EGDMA, for 5 min at 150 °C caused about 20%wt of sample has become insoluble in toluene. As crosslinking reaction occure in sample upon heating. So heat resistance of this compound is low. However this compound can be used for flexographic printing plate but for increasing thermal stability of compound, can be added an antioxidant to compound. Physical properties of sample using difunctional monomers (butyl acrylate and methyl methacrylate) and tetrafunctional monomer(Allyl methacrylate) compared with effect of EGDMA. Results show the sample with EGDMA has highest hardness and addition of methyl methacrylate and allyl methacrylate as crosslinking agent didn’t have any effect on changing hardness. Solubility test shows the sample containing butyl acrylate has most gel content and least swelling ratio. Gel content in sample containing methyl methacrylate and allyl methacrylate were zero and 12.8% respectively. Keywords: photocrosslinking, (styrene-isoprene-styrene)copolymer, UV curing, benzoin
واکنش ایجاد اتصالات عرضی در پلیمر در اثر تابش پرتو UV ، در صنعت به خصوص برای کاربرد های پوشش دهی، رنگ وچاپ بسیار اهمیت دارد. در این پژوهش کوپلیمرقطعه ای(استایرن-ایزوپرن-استایرن) به عنوان پلیمر پایه انتخاب شد و واکنش ایجاد اتصالات عرضی در اثرتابش پرتو UV، در حضورآغازگر نوری بنزویین ومونومر عامل اتصالات عرضی اتیلن گلایکول دی متاکریلات (EGDMA) بررسی شد. پس از ترکیب مواد طبق فرمولاسیون های مشخص درون مخلوط کن داخلی ، نمونه ها به وسیله پرس گرم به شکل ورق آماده شد. طیف سنجی ATR-FTIR قبل و بعد از تابش پرتو UV نشان داد، پیک جذب مربوط به پیوند دوگانه کربن- کربن (C=C)، بعد از تابش پرتوUV به نمونه کاهش می یابد. این کاهش ناشی از واکنش پیوندهای دوگانه کوپلیمر با پیوند های دوگانه مونومر عامل اتصالات عرضی اتیلن گلایکول دی متاکریلات است. آزمون سختی و حلالیت نشان داد، با افزایش غلظت آغازگر نوری بنزویین (phr1-1/0) و مونومر عامل اتصالات عرضی EGDMA (phr10-1) ، سختی نمونه ومیزان در صدژل شدن افزایش ونسبت تورم کاهش می یابد. بیشترین میزان سختی ودرصدژل وکمترین میزان نسبت تورم، مربوط به نمونه حاوی hr1 آغازگرنوری بنزویین و phr10 مونومر عامل اتصالات عرضی EGDMA است به طوری که در این حالت، درصد ژل %8/53 وسختی %37 افزایش می یابد. نتایج آزمون پایداری حرارتی نشان داد، گرم کردن نمونه حاوی phr1 بنزویین وphr10 مونومرEGDMA (که تحت تابش پرتوUV قرار نگرفته) به مدت 5 دقیقه در دمای C° 150 موجب می شود که حدود %20 نمونه در حلال تولوئن نامحلول شود. همچنین عملکرد مونومر های دو عاملی بوتیل آکریلات ومتیل متاکریلات ومونومر چهار عاملی آلیل متاکریلات با عملکرد مونومر چهار عاملی EGDMA از نظر تاثیر بر خواص فیزیکی نمونه بررسی شد. نتایج نشان داد نمونه حاوی EGDMA دارای بیشترین میزان سختی است واستفاده از متیل متاکریلات و آلیل متاکریلات به عنوان مونومرعامل اتصالات عرضی اثری بر سختی ندارد . آزمون حلالیت نشان داد نمونه حاوی مونومر بوتیل آکریلات بیشترین میزان درصد ژل وکمترین نسبت تورم را دارد. میزان درصد ژل در نمونه حاوی متیل متاکریلات صفر ودر نمونه حاوی آلیل متاکریلات %8/12 است . کلمات کلیدی: شبکه ای شدن نوری ، کوپلیمر(استایرن- ایزوپرن- استایرن) ، پختUV ، بنزویین

ارتقاء امنیت وب با وف بومی