Chế tạo polyme nanocompozit lai tạo hữu cơ - vô cơ bằng phương pháp sol-gel và trùng hợp quang hóa cation trên cơ sở phenol thiên nhiên biến tính bằng silicon

Bài báo trình bày phương pháp chế tạo oligome hữu cơ-vô cơ mới từ eugenol có nhóm chức epoxy liên kết với mạng vô cơ có liên kết Si-O-Si bằng phương pháp sol-gel, sau đó sử dụng chúng để chế tạo vật liệu polyme nanocompozit bằng phương pháp trùng hợp quang hóa cation.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chế tạo polyme nanocompozit lai tạo hữu cơ - vô cơ bằng phương pháp sol-gel và trùng hợp quang hóa cation trên cơ sở phenol thiên nhiên biến tính bằng silicon T¹p chÝ Hãa häc, T. 44 (3), Tr. 367 - 371, 2006 ChÕ t¹o polyme nanocompozit lai t¹o h÷u c¬-v« c¬ b»ng ph ¬ng ph¸p sol-gel vµ trïng hîp quang hãa cation trªn c¬ së phenol thiªn nhiªn biÕn tÝnh b»ng silicon §Õn Tßa so¹n 26-9-2005 § o ThÕ Minh1, J. P. Pillot2, M. Birot2 1 ViÖn Kü thuËt NhiÖt ®íi, ViÖn Khoa häc v- C«ng nghÖ ViÖt Nam 2 Phßng thÝ nghiÖm hãa h÷u c¬ v- c¬ kim, UMR 5802 CNRS, Céng ho- Ph¸p SUMMARY In this work, we used eugenol or 2-methoxy-4-allyl-phenol, the natural phenol bearing the hydroxyl group OH and a double bond belonged to the allyl group as the starting material. Firstly, we synthetized the coupling agent possessing glycidyl (epoxide) and trimetoxysilyl Si(OCH3) groups via two steps: substitution of hydrogen atom by epoxide group and then addtion of trimetoxysilane HSi(OCH3) into double bond of the allyl group, catalyzed by Pt-complex. The addition reaction took place easily and regioselectively. Empolying sol-gel method and controling some synthetic conditions, we prepared from the above-coupling agent the inorganic-organic hybrid oligomer possessing the epoxide group covalently linked to the inorganic glass network composed of the Si-O-Si linkages. Nanocomposite polymer was elabored by cationic photo- polymerisation of epoxide group, under UV irradiation in the region of 254 - 360 nm and in presence of cationic photoinitiator (triarylsulfonium hexafluorphosphate ASHP). The conversion of epoxide group at the band of 914 cm-1 was monitored and registered by Real Time Infrared Spectroscopy (RTIR) Method. The results of RTIR showed that the epoxy group was totally converted after irradiation of 90 seconds. The gravimetric thermal analysis (TGA) showed that the hybrid nanocomposite polymer eugenol-epoxy/SiO2 possessed about 50% SiO2 and was resistant to temperature of 300oC. I - më ®Çu cã mét sè c«ng tr×nh ®Ò cËp ®Õn viÖc chÕ t¹o v, x¸c ®Þnh tÝnh chÊt cña nanocompozit polyme/ Trong nhiÒu n¨m trë l¹i ®©y, vËt liÖu polyme nano-SiO2, trong ®ã qu¸ tr×nh trïng hîp nhãm nanocompozit ®&îc chó ý nghiªn cøu v, ph¸t silicon alcoxy trong nÒn polyme ®&îc thùc hiÖn triÓn m¹nh trong lÜnh vùc khoa häc v, c«ng b»ng ph&¬ng ph¸p sol-gel [3 - 6]. nghÖ vËt liÖu nano do lo¹i vËt liÖu n,y cã tÝnh Eugenol hay 2-metoxy-4-alyl-phenol l, chÊt vËt lý v, tÝnh chÊt c¬ häc cao h¬n so víi vËt phenol thiªn nhiªn cã nhãm hi®roxyl OH v, s½n liÖu compozit cã kÝch th&íc micro [1, 2]. Cã bèn cã mét nèi ®«i cña nhãm alyl. Trong c«ng tr×nh ph&¬ng ph¸p ®Ó chÕ t¹o polyme nanocompozit, tr&íc [7, 8], chóng t«i ®L giíi thiÖu ph&¬ng ph¸p ®ã l,: ph&¬ng ph¸p trén hîp (blending), ph&¬ng chÕ t¹o chÊt liªn kÕt c¬ silic cã 2 nhãm chøc ph¸p chÌn líp (intercalation), ph&¬ng ph¸p nhãm OH v, nhãm trimetoxysilyl -Si(OCH3)3 tõ trïng hîp in-situ v, ph&¬ng ph¸p sol-gel [1]. §L cacdanol v, eugenol dïng ®Ó liªn kÕt gi÷a chÊt 367 gia c&êng v, nÒn polyme cho vËt liÖu compozit. 2. C¸c ph ¬ng ph¸p v thiÕt bÞ ph©n tÝch Trong c«ng tr×nh n,y chóng t«i tr×nh b,y ph&¬ng ph¸p chÕ t¹o oligome h÷u c¬-v« c¬ míi Phæ céng h&ëng tõ h¹t nh©n (NMR): ®&îc tõ eugenol cã nhãm chøc epoxy liªn kÕt víi ghi trªn m¸y céng h&ëng tõ Bruker AC 250 ë m¹ng v« c¬ cã liªn kÕt Si-O-Si b»ng ph&¬ng tÇn sè 250 MHz (1H) v, 62,9 MHz (13C). Dung m«i sö dông l, CDCl3 v, chÊt chuÈn l, Si(Me)4 ph¸p sol-gel, sau ®ã sö dông chóng ®Ó chÕ t¹o vËt liÖu polyme nanocompozit b»ng ph&¬ng cã ®é chuyÓn dÞch hãa häc = 0 ppm. ph¸p trïng hîp quang hãa cation. Phæ hång ngo¹i thêi gian thùc (Real Time Infrared Spectroscopy-RTIR): ®&îc ghi trong II - thùc nghiÖm vïng 400 - 4000 cm-1 trªn m¸y phæ hång ngo¹i biÕn ®æi Fourier Perkin Elmer Paragon 1000 FT 1. Nguyªn liÖu ban ®Çu v c¸c hãa chÊt chÝnh cã ®é ph©n gi¶i 2 cm-1, cã g¾n víi phÇn mÒm OMNIC. Eugenol: L, chÊt láng m,u n©u nh¹t, tû träng d = 1,0664 g/cm3 v, nhiÖt ®« s«i l, Phæ khèi (MS): ...