Skip to main content
SUPERVISOR
Shadpour Mallakpour,Amir Abdolmaleki
شادپور ملک پور (استاد مشاور) امیر عبد الملکی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fateme Riyazi
فاطمه ریاضی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Synthesis and characterization of poly(benzimidazole) containing pendent amine group and sulfonated poly(amide) and related nanocomposites containing sulfonated multi-walled carbon nanotubes
In this research project, at initially, a new series thermally stable polyamide (bis(3-aminophenyl)(phenyl)phosphine oxide and 5-hydroxyisophthalic acid) and poly(benzimidazole) (bis(3,4-diaminophenyl)methanone and pyridine-2,6-dicarboxylic acid) were prepared. The polymerization reactions of poly amide were carried out in tetrabutylammonium bromide as a molten ionic liquid salt and in the presence of triphenyl phosphite as the condensing agent. The effect of reaction variables on the physical properties of the prepared polyamide was investigated. Structure of the obtained polymers was studied by Fourier Transform Infrared spectroscopy (FT-IR), 1 H-NMR and elemental analysis. Thermal stability of the polymers was studied using thermogravimetric analysis (TGA) technique. The results showed that the polymers have good thermal stability. Crystallinity of the polymers was investigated by X-ray diffraction (XRD) technique. The diffraction patterns showed that the synthesized polymers were amorphous. The surface morphology of polymers was also studied by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) analysis. The resulting images showed that the polymer particles were almost spherical but after sulfonation was exchanged to the soft and layer particles. In the second section of project, in order to increase interaction and dispersion of carbon nanotubes in the polymer, sulfonated carbon nanotubes were prepared, studied and evaluated by different analytical methods like FT-IR, XRD, TGA, FE-SEM and elemental analysis. The final section, polymer-based nanocomposites containing sulfonated multi-walled carbon nanotubes were prepared, by ultrasonic-assisted solution blending method, carbon nanotubes were dispersed in the polymers matrix with different weight percentages (5, 10, and 15% by weight of the polymer) and the related naocomposites were prepared. The fabricated nanocomposites were investigated and studied by different analytical methods such as FT-IR, XRD, TGA, FE-SEM and transmission electron microscopy (TEM). TGA data from two types of nanocomposites showed that the thermal stability of nanocomposites based on sulfonated polyamide with increasing the content of carbon nanotubes, slightly improved while the thermal stability of nanocomposites based on poly(benzimidazol), due to interactions between amin groups of polymer and sulfone group of carbon nanotubes was reduced. The obtained micrographs from FE-SEM and TEM depicted uniform dispersion of functionalized carbon nanotubes in the polymer matrix and nanocomposite based on s-MWCNT/s-PA has seen better dispersion.
در این پروژه تحقیقاتی، ابتدا یک‌سری پلی?آمید و پلی(بنزایمیدازول) مقاوم حرارتی جدید مشتق شده از منومرهای ?آمینی بیس(3-آمینوفنیل)فنیل فسفین اکسید و تترا?آمین بیس (بنزن- 4،3- دی?آمین) متانون از طریق پلیمرشدن تراکمی مستقیم با دی?اسید?های ?5-هیدروکسی ایزو?فتالیک اسید و 6،2-دی?کربوکسیلیک? پیریدین تهیه گردیدند. واکنش? پلیمرشدن پلی?آمید در نمک مایع یونی مذاب تترا بوتیل آمونیم برماید و در حضور معرف تری فنیل فسفیت به?عنوان متراکم کننده انجام گرفت. اثر برخی از متغیرهای واکنش بر ویژگی‌های فیزیکی پلی?آمید تهیه شده مورد مطالعه قرار گرفت. ساختار پلیمرهای به دست آمده با استفاده از تکنیک?های طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، رزونانس مغناطیسی هسته?ای هیدروژن و آنالیز عنصری بررسی شد. مقاومت حرارتی پلیمرها با استفاده از آنالیز گرما- وزن?سنجی (TGA) مطالعه شد. نتایج بدست آمده نشان دادند که پلیمرها دارای پایداری حرارتی بسیار خوبی می?باشند. بلورینگی پلیمرها با استفاده از تکنیک پراش پرتو ایکس (XRD) بررسی شد. الگوهای پراش نشان دادند که پلیمرهای سنتز شده دارای ماهیت آمورف می?باشند. همچنین مورفولوژی سطحی پلیمرها با استفاده از آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر زمینه (FE-SEM) مطالعه شد. تصاویر حاصل نشان دادند که ذرات پلی?آمید تقریباً کروی می?باشند که پس از سولفونه شدن سطحی صاف و لایه?ای پیدا کرده?اند. در قسمت دوم پروژه، به منظور بر?همکنش بهتر و پراکندگی بیشتر نانو?لوله?های کربنی در بافت پلیمری، نانو?لوله?های کربنی سولفونه تهیه شدند و با روش?های آنالیز متفاوتی مانند FT-IR، XRD، TGA و FE-SEM مورد بررسی و مطالعه قرار گرفتند. در قسمت آخر، نانوکامپوزیت?های بر پایه پلیمرهای سنتز شده و نانولوله?های کربنی چند دیواره سولفون دار شده تهیه شدند. با استفاده از روش مخلوط کردن در محلول به کمک امواج فراصوت، نانولوله های کربنی سولفون دار با درصدهای وزنی مختلف 5، 10، و 15 درصد وزنی نسبت به وزن پلیمر در بافت پلیمری پخش و توزیع شده و نانوکامپوزیت های مربوطه تهیه شدند. نانوکامپوزیت?های تهیه شده با روش‌های آنالیز متفاوتی مانند FT-IR، XRD، TGA، FE-SEM و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد بررسی و مطالعه قرار گرفتند. مقایسه اطلاعات بدست آمده از TGA دو نوع نانو?کامپوزیت? نشان دادند که پایداری حرارتی نانوکامپوزیت‌های بر پایه پلی?آمید سولفونه شده با افزایش محتوای نانولوله?های کربنی کمی بهبود پیدا کرد در?صورتیکه پایداری حرارتی نانو?کامپوزیت?های بر پایه پلی(بنزایمیدازول) به دلیل بر?همکنش?های بین گروه?های آمین پلیمر و سولفون نانو?لوله?های کربنی، کاهش می?یابد. میکروگراف?های حاصل از FE-SEM و TEM توزیع یکنواختی از نانولوله?های کربنی عامل?دار شده را در بافت پلیمر?ها نشان دادند، که در مورد نانو?کامپوزیت?های s-MWCNT/s-PA پراکندگی بهتری دیده می?شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی