کوپلیمرشدن رادیکالی وینیل ایمیدازول و وینیل فسفونیک اسید: ارتباط توزیع توالی-دمای انتقال شیشهای کوپلیمرها

فرضیه: کوپلیمرشدن موفق‌ترین و قدرتمند‌ترین روش برای اعمال تغییرات اصولی در خواص پلیمر است. سودمندی و کارایی کوپلیمرشدن از یک طرف با پژوهش‌های بنیادی ارتباط خواص-ساختار و از سوی دیگر به‌وسیله محدوده گسترده‌ای از کاربردهای تجاری مشخص می‌شود. تعیین ساختار کوپلیمر (ترکیب کوپلیمر و توزیع توالی مونومر) یکی از چالش‌های اصلی برای پیش‌بینی خواص کوپلیمر و ارتباط میان ساختار و خواص است.روش‌ها: هوموپلیمرهای پلی(1-وینیل ایمیدازول) و پلی(وینیل فسفونیک اسید) به‌ترتیب در مجاورت α´،α-آزوبیس ایزوبوتیرونیتریل (AIBN) و α´،α-آزودی‌ایزوبوتیرآمیدین دی‌هیدروکلرید (AIBA) به‌عنوان آغازگر سنتز شدند. کوپلیمرهای پلی(1-وینیل ایمیدازول-وینیل فسفونیک اسید) در نسبت‌های مختلف مولی از مونومرها در خوراک اولیه با روش پلیمرشدن رادیکال آزاد رسوبی در حلال دی‌متیل فرمامید (DMF) در دمای C°80 تهیه شدند. ساختار و ریزساختار پلیمرها با روش‌های طیف‌سنجی بررسی شد. در ادامه، دمای انتقال شیشه‌ای هومو و کوپلیمرها با آزمون‌های گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و تجزیه گرمایی دینامیکی-مکانیکی (DMTA) اندازه‌گیری شد.یافته‌ها: نسبت‌ واکنش‌پذیری کومونومرهای 1-وینیل ایمیدازول و وینیل فسفونیک اسید با استفاده از روش Kelen-Tudos توسعه یافته و نتایج آزمون 1H NMR به‌ترتیب 078/0 و 870/0 به‌دست آمد. نسبت واکنش‌پذیری کومونومرها تمایل آن‌ها به تشکیل کوپلیمر متناوب را نشان داد. ریزساختار کوپلیمرها شامل توالی دوتایی مونومرها با استفاده از نسبت واکنش‌پذیری کومونومرها و معادله‌های نظری تعیین شد. سپس، دمای انتقال شیشه‌ای کوپلیمرها با استفاده از توالی‌های محاسبه‌شده و معادله Barton پیش‌بینی شد که تطابق بسیار خوبی با مقادیر تجربی نشان داد و مشخص شد، ریزساختار کوپلیمرها اثر مهمی بر دمای انتقال شیشه‌ای آن‌ها دارد.