: مریم
عنوان پایان نامه: : بسپارش تراکمی 2-](پارا-تولیل)اکسی[-4و6 دی کلروتری آزین با اتیلن دی آمین و کاربرد آن در جذب فلزات

اساتید راهنما: ابراهیم مهدی پور، محسن عادلی
درجه تحصيلي :استادیار رشته : شیمی گرایش : آلی
درجه تحصيلي : دانشیار رشته : شیمی گرایش : آلی
محل تحصيل(دانشگاه): دانشگاه لرستان دانشكده: علوم پايه گروه آموزشي: شیمی
تاريخ فارغ التحصيلی: 31/6/1392 تعداد صفحه: 57
کلید واژهها:
فارسی: بسپارش ، تراکمی ،کامپوزیت ،نانوکامپوزیت ، لنگر
انگلیسی:polymerization , composite , nanocomposite condesation, anchoring

چكيده:
در این کار تحقیقاتی،نوعی پلیمر با نام2-](پارا-تولیل)اکسی[-4و6 دی کلروتری آزین با اتیلن دی آمین سنتز شده است که این نوع پلیمر به علت وجود زنجیره های آمینی در ساختار آن و توانایی بالای عنصر نیتروژن در برقراری پیوند با فلزات میتواند آن ها را در زنجیره ی خود جذب کند . در این پروژه پلیمر یاد شده با نانوذرات فلزی پالادیم پیوند برقرار کرده و میتواند نقش کاتالیستی خود را در صنعت کشاورزی و داروسازی ایفا کند . برای این کار،ابتدا مونومر2-](پارا- تولیل)اکسی[-4و6 دی کلروتری آزین تهیه شد پس از آن با فرایند دو مرحله ای کلرهای سیانوریک کلراید جایگزین و پلیمر مورد نظر با اتیلن دی آمین ساخته شد سپس گروه های نیتروژن در مرحله بعدی با فلز پالادیم پیوند دادند . برهم کنش های میان نانوذزات پالادیم به و اتم های نیتروژن در پلیمر توسط UV-vis بررسی شد . اندازه این سیستم ها توسط پراکندگی دینامیکی نور(DLS) تعیین شدند . این کمپلکس ها دارای قطری در حدود 140 نانومتر می باشند . هم چنین مورفولوژی نانوکامپوزیت زمینه پلیمری 2 -](پارا-تولیل)اکسی[-4و6 دی کلروتری آزین با اتیلن دی آمین و نانوذرات فلزی قرار گرفته بر سطح پلیمر ، توسط تصاویر میکروسکوب الکترونی انتقالی (TEM) تعیین شدند . این نانوکامپوزیت ها به صورت تارهای در هم تنیده ای هستند که نانوذرات فلزی پالادیم بر روی آن های قرار گرفته اند .

بخش اول

مقدمه
امروزه بخش فعال و بسیار مهمی از تحقیقات به استفاده از نانو ذرات جهت مشاهدات زیست شناختی ، تصحیح محیطی ، نانوساخت ها و شیمی نانوکامپوزیت ها1 متمرکز می باشد[1-2]. نانوتکنولوژی 2 دستکاری مواد در حوزه اتم ها بوده که شامل قرار دادن اتم ها در جای خاص خود می باشد و اجازه می دهد تا موادی سبک تر ، ارزان تر ، محکم تر ، تمیزتر و با دقت نسبت به ابعادی بالاتر ساخته شوند ]3-4 [. از میان این مکان های خاص برای قرار گرفتن نانوذرات ، می توان بسپارها را نام برد . بسپارها با فراهم کردن بستر های مناسب برای قرار گرفتن اتم ها در سطحشان زمینه تشکیل نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری را فراهم می کنند ]5 [. در این میان می توان به پلیمرهای تشکیل شده از مونومرهای تری آزین با زنجیره های آمینی اشاره کرد که وجود اتم های نیتروژن در زنجیره های آمینی این پلی مرها زمینه قرار گرفتن نانوذرات فلزی بر سطح آن پلیمرها را فراهم کرده است . اتم های نیتروژن با جفت الکترون تنهای خود می توانند مانند قلاب یا لنگر در زنجیره عمل کنند و نانوذرات فلزی از جمله نانوذرات پالادیم را به دام بیندازند . دراین تحقیق سعی می شود ابتدا توضیحی راجع به پلیمرهاو سپس پلیمرهای متعددی که تاکنون از مولکول سیانوریک کلراید تهیه شده اند و در مورد نانوذرات و چگونگی تهیه نانوکامپوزیت ها از نانوذرات ، خصوصا نانوذرات فلزی و پلیمرهایی که نانوذرات در سطح آن ها پایدار می شوند ارائه می شود .

1-1- پلیمرها ساختارهایی باویژگی های منحصر به فرد
تصور جهان پیشرفته کنونی بدون وجود مواد پلیمری مشکل می باشد . امروزه این مواد جزیی از زندگی ما شده اند ودر ساخت اشیای مختلف ، از وسایل زندگی و مورد مصرف عمومی تا ابزار دقیق و پیچیده پزشکی و علمی بکار می روند . کلمه پلیمر از کلمه یونانی (poly) به معنی چند و (meros) به معنای واحد یا قسمت به وجود آمده است . بسیاری از پلیمرها در صنعت داروسازی و پزشکی نیز کاربردهای گسترده ای پیداکرده اند ، برای مثال پلی ساکاریدها به عنوان اجزاء اصلی بیواکتیوها 3 با ویژگی های ایمن سازی ضد توموری و دیگر کاربردهای دارویی ارزشمند شناخته شده اند]6[ . هم چنین گروهی از پلیمرها در سیستم های آزادسازی دارویی با رهایش کنترل شده یا در اتصالات ، مانند نخ های جراحی و ترمیم شکستگی استخوان ها و کپسول های کاشتی استفاده می شود . بعضی از پلیمرها دارای مقاومت حرارتی بالایی هستند که منجر به بالابودن نقطه ذوب و پایداری در برابر تخریب اکسیداسیونی در دمای بالا در آن ها شده است] 7 [. اینگونه پلیمرها در صنایع اتومبیل سازی،صنایع هوافضا،قطعات الکترونیک ، عایق ها ، لوله ها ، انواع صافی ها ، چسب ها ، صنایع لوازم خانگی ، پوشش سیم های مخصوص و غیره کاربرد دارند . چنین پلیمرهایی هم از نوع آلی و هم از نوع معدنی تهیه می شوند ، ولی انواع آلی متداول تر هستند و اغلب پژوهش ها توسط محققان پلیمر در این زمینه به ثمررسیده اند . از دیگر ویژگی های پلیمرها فراهم کردن بسترهای مناسب جهت قرار گرفتن یا پیوند دادن اتم های مختلف در سطحشان است .در این صو رت محصول ، ماده ای ترکیبی با ویژگی های جدید خواهد بود . این یکی از ویژگی های اکثر پلیمرها بوده که در طبقه بندی های مختلف قرار می گیرند . پلیمرها از نظر صنایع مادر پلیمرها به چهار گروه صنایع لاستیک ، پلاستیک ، الیاف پوششی و چسب تقسیم بندی می‌شوند و از لحاظ منبع به سه گروه اصلی که عبارتند از پلیمرهای طبیعی ، پلیمرهای طبیعی اصلاح شده و پلیمرهای مصنوعی تقسیم بندی می شوند .
هم چنین بر اساس ساختار به چهار نوع پلیمرهای کراس لینک4 ، پلیمرهای شاخه دار ، پلیمرهای خطی و پلیمرهای دندریتیکی5 که دارای نانوساختارهایی منحصر به فرد هستند ، طبقه بندی می شوند که در ادامه توضیحاتی راجع به آن ها ارائه خواهد شد .

1-1-1- پلیمرهای کراس لینک
کراس لینک پیوندی است که زنجیره یک پلیمر را به دیگری متصل می کند . در پلیمرهای کراس لینک ، علاوه بر پیوندهایی که مونومرها را در یک زنجیره کنار هم قرار می دهند با زنجیره های همسایه هم پیوند برقرار می شود . پلیمرهای با کراس لینک بالا دارای خاصیت کشسانی هستند . کراس لینک شدن موجب استحکام کششی بالاتر ، بهبود برش ، مقاومت بهتر در برار شعله و بهبود خواص مکانیکی در دمای بالا می شود . پلیمرهای کراس لینک به دو گروه طبیعی و مصنوعی دسته بندی می شوند . از پلیمرهای کراس لینک مصنوعی ، می توان انواعی از پلاستیک ها و از پلیمرهای کراس لینک طبیعی می توان پروتئین را نام برد .

1-1-2- پلیمرهای پرشاخه
پلیمرهای پرشاخه پلیمرهایی با ساختار شاخه ای متراکم و شمار زیادی گروه های انتهایی هستند . مولکول های پلیمری پر شاخه ، متشکل از واحدهای تکراری ناشی از هسته مرکزی هستند که به طور ناقص منشعب شده اند یا ساختار نامنظم دارند.

1-1-3- دندریمرها 6
دندریمرها نانوساختارهایی کروی و پرشاخه ، متشکل از واحدهای تکراری ناشی از هسته مرکزی هستند . در این پلیمرها لایه هایی از واحدهای خطی به هسته متصل شده اند و هر یک از این بازوها با یک واحد شاخه دار شده چند عاملی خاتمه یافته است . واژه ی دندریمر بر گرفته از دو واژه ی یونانیDendra به معنای درخت و Meros به معنای بخش است ، از این رو اصطلاحا آن ها را درخت سان می نامند .دندریمرها یکی از بهترین کاندیداها برای ساخت نانوابزارها هستند . این نانوساختارهای کروی و پرشاخه مثال-هایی برجسته در انقلاب نانو پلیمرها بوده ، اولین بار در سال 1978 توسعه یافتند[8]. نانو حامل ها ، نانوواکنشگرها ، نانوغشاها ، نانوکامپوزیت ها و نانوذرات ، تنها تعداد کمی از نانواشیاء ها هستند که توسط دندریمرها ساخته شده اند .

1-1-4- پلیمرهای خطی
پلیمرهایی را که همه مونومرهایشان در راستای یک خط ممتد قرار گیرند پلیمر خطی گویند . در این پلیمرها معمولا زنجیره طولانی و انعطاف پذیر است . در کل پلی آمین ها ، پلی اورتان ها7 و پلی آمیدها جز این دسته پلیمرها هستند . امروزه انواع بی شماری از این پلیمرها در حال طراحی می باشند . از جمله می توان به پلیمرهای حاوی تری آزین اشاره کرد .

1-2- 1و3و5-تری کلرو تری آزین ، مونومری پرکاربرد برای ساخت ترکیبات پلیمری
سیانوریک کلراید یا 1و3و5-تری کلروتری آزین ، یک ترکیب آلی با فرمول(N3C3CL3)است . این ماده از سال 1827 شناخته شده است ]9[ . برخی زمان ها آن را تری کلرید سیانوژن در نظر گرفته اند ] 10[. تا سال 1867 نسبت تریمر به مونومر سیانوریک کلراید بطور واضح مشخص نشده بود . امروزه طیف UV و IR ساختار را مشخص میکنند و نشان می دهند که کلرها روی اتم های کربن قرار گرفته اند ] 11[ . این ماده طی دو مرحله از سیانید هیدروژن با حد واسط کلرید سیانوژن تهیه می شود که در دماهای بالا و در سطح یک کاتالیزگر کربنی تریمریزه می شود . در سال 2005 تقریبا200000 تن سیانوریک کلراید تولید شد ]12 [ . سه اتم کلر می توانند در واکنش هایی که حلال آن ها آب است به ترتیب و به صورت کنترل شده و دقیق تحت دمای واکنش در oC0 اولین اتم کلر ، در oC25 اتم کلر دوم و در oC65 اتم کلرسوم جایگزین شوند ]13 [ . این ماده در آب به سرعت به سیانوریک اسید هیدرولیز می شود و به صورت 2و4-دی کلرو6-هیدروکسی-S-تری آزین و 2-کلرو4و6-دی هیدروکسی –S-تری آزین در می آید ] 14[ . در اثر واکنش با الکل ها در دمای بالا نیز سیانوریک اسید تولید می شود ]11[ .

شکل (1-1) سیانوریک کلرید

مشتقات 1و3و5-تری آزین کاربرد های متعددی در ساختارهای سوپرامولکولی8 دارند ] 15[ . هم چنین کاربردهایی در شیمی دارویی ، کاتالیستی و شیمی پلیمر دارد ] 16[ . در ادامه راجع به انواع واکنش های سیانوریک کلراید توضیحاتی ارائه خواهد شد .

1-2-1- سنتز انشعابی دندریمرهای تری آزین
سنتز دندریمرهای تری آزین منجر به افزایش بازده ، آنالیز ساده تر و بهبود انحلالپذیری محلول می شود . سنتز دندریمرهای تری آزین با استفاده از تری متیلن-پی پیریدین نمونه ای از سنتزهای انشعابی است . روش اولیه سنتز این ترکیب ها با هیچکدام از روش های حلقه افزایی یا جانشینی هسته دوستی آروماتیکی انجام نشده است . با وجود اهمیت سنتزی جریان حلقه افزایی ، روش ، به تشکیل ساختارهای جانشینی متقارن محدود می شود . کاربرد بالقوه این دندریمرهای تری آزین در علم مواد و پزشکی برگرفته از ساختار محصولات جانشینی نامتقارن است . چنین کاربردهای پیرامونی می تواند نقش هایی مثل کاربرد در شیمی درمانی ، جداسازی و انتقال ژن در بر داشته باشد [17] .

1-2-1-1- پلیمرهای پرشاخه دندریتی با 1و3و5-تری آزین
پلیمرهای پرشاخه دندریتی به دلیل ویژگی های ساختاری و جدید ، به تازگی توجه زیادی را به خود جلب کرده اند . پلیمرهای پرشاخه در این زمینه را می توان به دو بخش طبقه بندی کرد .
اول ، ماکرومولکول های دندریتیکی که توسط روش مرحله به مرحله واگرا یا همگرا تهیه می شوند .
این روش ها مونودیسپرس9 بالا ایجاد می کنند و ماکرومولکول ها را به طور منظم شاخه دار می کنند . گام های سنتزی تکراری و

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید