Materiale nanocompozite cu matrice polimera obtinute prin

procedeul polimerizarii “in situ”

M.Dimonie, C.Cincu , H.Iovu, Aneta Caragheorghiopol ,

C.Radovici,

Morfologia nanocompozite obtinute prin polimerizare “in situ”

Conditie:viteza de polimerizare intre straturile de argila ≥ viteza de polimerizarein exteriorul acestor straturi

Obiectivul lucrarii

Evidentierea factorilor care intervin in procesul de exfoliere a montmorilonitului organofil in timpul reactiei de polimerizare

• Au fost considerati urmatorii factori: Viteza de reactie “Locusul” initierii Compatibilitatea monomerului si polimerului

cu argila organofila Mecanismul formarii nanocompozitelor prin

procedeul polimerizarii “in situ”

Montmorilonit organofil SDRX

•

1 2 3 4 5 6 7 80

20

40

60

80

100In

ten

sity

(co

un

ts/s

)

2O

Nanomer I33M

Poliester nesaturat - SDRX

•

1 2 3 4 5 6 7 8 9

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

2 ; 3

1

3. Nanocompozita poliesterica (initiere in masa)2. Nanocompozina poliesterica (initiere in interstitii)1. Poliester + 3% nanomer I33M (amestec fizic)

Inte

nsi

ty (

cou

nts

/s)

2 O

Polistiren - SDRX

•

1 2 3 4 5 6 7 80

5

10

15

20

25

2

1

2.Polimerizarea stirenului + 3%I33M 1.Polistiren + 3% I33M (amestec fizic)

Inte

nsi

ty (

cou

ntd

/s)

2O

Polistiren, Copolimer ST-AN SDRX

•

1 2 3 4 5 6 7 8 90

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

S-AN (7% AN) + 3% I33M

S-AN; (36%AN) + 3%I33M

pStyrene + 3% I33M

Intr

nsi

ty (

cou

nts

/s)

2O

Copolimeri ST-AM; ST-AN; ST-AcMe SDRX

•

1 2 3 4 5 6 7 8 92

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

S-AM (7%AM) + 3% I33M

S-AN; (7%AN) + 3% I33M

S-AcMe;(7% AcMe) + 3% I33M

Inte

nsi

ty (

cou

nts

/s)

2O

Concluzii studiu SDRX

Procesul de exfoliere nu deinde de viteza polimerizare

Procesul de exfoliere al argilei organofile nu este influentat de locul in care se face initierea polimerizarii

Procesul de exfoliere este determinat de compatibilitate monomerului si polimerului cu argila organofila

Compatibilitatea este determinata de un optim al polaritatii

Marcheri de spin

• O N N (CH ) CH ] I

3

2 3+

CH

CH3

.15 O N N (CH ) CH ] I

3

2 3+

CH

CH3

. 7

NO

O.

O

C

CAT 16, este un radical amphiphilic apropiat ca structura cu cationii cuaternaride amoniu din argila organofila

CAT 8. este un radical similar ca structura cu CAT 16,dar mai putin hidrophob.

C12NO, este um radical, neutru, hydrophobic

Interactia marcherilor cu I33M in toluen

• CAT 16 in tolueneCAT 16 in toluene + I33MCAT 8 in toluene + I33M

Deoarece atat CAT16 cat si CAT8 sunt compatibili cu argila organofila acestia intra spontan in interstitii

Interactia CAT 16 si CAT 8 cu I33M in apa

• CAT 16 in water + I33MCAT 8 in water + I33M

, Patrunderea in interstitiile argilei sau dimpotriva ramanerea in solutie este dictata de afinitatea diferentiata a substantei respective fata de cele doua medii, respectiv de compatibilitate

Interactia C12NO cu I33M

•

Datele obtinute prin studiul acestei interactii arata ca imposibilitatea patrunderii monomerului in interstitiile argilei organofile datorita incompatibilitatii cu aceasta, reprezinta unul dintre motivele, pentru care nu se produce delaminareaargilei in urma procesului de polimerizare

C12NO in toluene + I33MC12NO in ethanol + I33M

Incompatibilitate monomer

•

Polimer incompatibil

•

Monomer si polimer compatibil

ConcluziiProcesul de exfoliere al argilei

organofile nu este influentat de locul in care se face initierea polimerizarii

Procesul de exfoliere nu deinde de viteza polimerizare

Procesul de exfoliere este determinat de compatibilitate monomerului si polimerului cu argila organofila

Compatibilitatea este determinata de un optim al polaritatii