Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Zhiani,Amir Abdolmaleki
محمد ژیانی (استاد مشاور) امیر عبد الملکی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Majid Maleki
مجید ملکی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
In this project, 5-hydroxyisophthalohydrazide, as a monomer, containing phenolic group was prepared intwo steps. In first, 5-hydroxyisophthalic acid convert to diethyl 5-hydroxyisophthalate as a diester intermediate. Then, this diesterreactedwtihhydrazine to givemonomer. A series of novel hydroxyl containing polyhydrazides(PHs) were prepared by the solution polycondensation of new dihydrazide monomer with several aromatic diacid chlorides. Optimized conditions in term of reaction time and temperature were studied and the influence of the time of reaction on the inherent viscosity and the yield of the PH were examined.According to these results, one equimolar of synthesized dihydrazide with one equimolar of different diacid chlorides were reacted first for 6h at 0 o C and then for 12 h at room temperature and the resulting mixture was precipitated in methanol to obtain polymers. The resulting PHs exhibited good yields, high thermal stability with inherent viscosities ranging between 0.30 and 0.65dL/g and were soluble in polar aprotic solvents. The synthetic polymers were studied and characterized by FT-IR, 1 H-NMR, elemental and thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) analysis. This polyhydrazids have ability to convert to related sulfonatedpolyoxadiazoles. Because of the presence of phenolic groups in the main chain that can oxide in a specific electrochemical potential, the polymers are electrochemical active. Then the polymers were characterized and investigate with cyclic voltametric and electrochemical impedance. In the second part of the project, a sulfonatedpolyoxadiazole were synthesizedby the polycondensation of 5-hydroxyisophthalic acid in poly(phosphoric acid) and presence of hydrazine sulfate. Conditions in term of reaction time and other terms were optimized.The ion exchange capacity (IEC) and sulfonation degree (SD%) were high and show the polymer chains were sulfonated in reaction conditionin good yield. Acids groups on polymer chains were neutralized which shows a high ability to absorb water as a hydrogel. The polymerwas characterized by FT-IR, elemental and thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) analysis.In the next parta high molecular weightsulfonatedcopolyoxadiazole wassynthesizedby the polycondensation of 5-hydroxyisophthalic acid and 4,4’-diphenylether dicarboxylic acid in poly(phosphoric acid) and presence of hydrazine sulfateat high temperatures. The reaction conditions were optimized and the polymer was characterized by FT-IR, 1 H-NMR, elemental and thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The high thermal stable polymerwas coverted to membrane by casting method. The membrane shows good mechanical properties. The ion exchange capacity (IEC) and sulfonation degree (SD%) were high and show the polymer chains were sulfonated in reaction condition in good yield. Proton conductivity was 0.02 S.cm-1 in goodquantity. This amount of conductivity is good and high in compare to Nafion ® and other same membranes.This fast and high yield procedure that producesa heat resistance andhigh proton conductive membrane is not only of technologically but also of economicallyconvenience compared to multiple-stage and same process.
در قسمت اول این پروژه ی تحقیقاتی یکسری پلی هیدرازیدهای جدید حاوی گروه OH فنولی طی پلیمر شدن تراکمی منومر جدید 5-هیدروکسی ایزوفتالو هیدرازید و دی اسیدکلرایدهای مختلف سنتز شد. تأثیر عوامل مختلف از قبیل دما و زمان روی واکنش پلیمر شدن بررسی گردید و بهترین شرایط مورد استفاده قرار گرفت. ساختار شیمیایی پلیمرهای سنتزشده با روش‌های شناسایی از قبیلFT-IR ، 1 H-NMR ، آنالیز عنصری، آنالیز حرارتی (TGA)، XRD و FE-SEM شناسایی ‌گردید. پلیمرهای سنتز شده دارای بازده و ویسکوزیته خوبی بوده و حلالیت خوبی در حلالهای آلی و همچنین مقاومت حرارتی بالایی از خود نشان دادند. این پلیمرها به دلیل داشتن گروه های OH فنولی از نظر الکتروشیمیایی فعال هستند. بنابراین پلیمرها با روش های ولتامتری چرخه ای(CV) و امپدانس الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفتند. این پلیمرها قابلیت تبدیل به پلی اکسادیازول ها و پلی تریازول های سولفونه به منظور ساخت غشاء تبادل پروتون را دارند. در قسمت دوم این تحقیق یک پلی اکسادیازول سولفونه ی جدید از واکنش تراکمی منومر 5-هیدروکسی ایزوفتالک اسید به روش سولفونه شدن همزمان با سنتز تهیه شد. نمک سدیم این پلی اکسادیازول توانایی خارق العاده ای در جذب آب از خود نشان داد. بنابر این نمک پلیمر جدید جزو هیدروژل ها و ابر جاذب ها قرار گرفته و کاربرد های بسیاری را می توان برای آن برشمرد. سپس یک کوپلی اکسادیازول سولفونه ی جدید از واکنش تراکمی منومر 5-هیدروکسی ایزوفتالک اسید و یک دی اسید اتری به روش سولفونه شدن همزمان با سنتز تهیه شد. این کوپلیمر با روش‌های شناسایی از قبیل FT-IR، 1 H-NMR، FE-SEM و TGA مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. کوپلیمر سنتز شده دارای بازده و ویسکوزیته ی خوبی بوده و به دلیل داشتن گروههای انعطاف پذیر اتری در ساختار خود، حلالیت خوبی در حلالهای آلی از خود نشان داد. همچنین این کوپلیمر به دلیل ماهیت اکسادیازولی مقاومت حرارتی بالایی از خود نشان داد. درجه ی سولفونه شدن و ظرفیت تبادل یون برای این کوپلیمر در حد مطلوبی قرار دارد. از این کوپلیمر یک غشاء با خواص خوب مکانیکی ساخته شد. اندازه گیری هدایت پروتون برای این غشاء نشان داد که غشاء از هدایت پروتون خوبی برخوردار است. از آنجا که این غشاء خواص مکانیکی و مقاومت حرارتی بسیار خوبی دارد، هدایت پروتون مناسبی دارد و زمان و هزینه ی کمی برای تولید نیاز دارد می تواند به عنوان غشاء تبادل پروتون در پیل سوختی غشاء تبادل پروتون مورد استفاده قرار گیرد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی