نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسنده
پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 8486-11365، تهران- ایران
چکیده
یکی از کارامدترین و مفیدترین روش‌ها برای اصلاح سطحی پلیمرها جهت کاربردهای خاصی مانند تولید جاذب‌ها، پیوندزدن مونومرهای عاملی مؤثر بر روی پلیمرها است. در این کار پژوهشی، پیوندزنی مونومرهای اکریلونیتریل و متاکریلیک اسید روی سطح میکروالیاف توخالی از جنس پلی‌پروپیلن با استفاده از روش‌های پروکسایش و پرتودهی هم‌زمانی گاما و عوامل مؤثر بر آن از قبیل دزهای پرتودهی و غلظت مونومرهای عاملی مورد بررسی قرار گرفت. بالاترین میزان پیوندزنی 2/81% و مربوط به روش پرتودهی هم‌زمانی با دز پرتودهی kGy 45 بود که در غلظت مونومری 40% و در حضور نمک بازدارندهی فریک کلراید با غلظت 2/0% انجام شد. استفاده از نمک مور در روش هم‌زمانی به‌دلیل انحلال کم آن در محیط آلی محلول تأثیر کم‌تری در جلوگیری از واکنش جانبی جورپلیمری شدن داشته و بالاترین میزان پیوندزنی به‌دست آمده برای آن 62/33% بود که با به‌کار بردن 2/0% نمک مور در دز پرتودهی kGy 40 به‌دست آمد. طیف‌بینی مادون قرمز از نمونه‌های پیوندزنی شده نتایج محاسبه‌ی درصدهای پیوندزنی با روش وزن‌سنجی را مورد تأیید قرار داد. هم‌چنین نتایج نشان داد که روش پروکسایش با شرایط پرتودهی موجود در مرکز تابش گامای سازمان انرژی اتمی، روش مؤثری برای این پیوندزنی نیست.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Evaluation of the effective parameters in the grafting of functional monomers on the surface of polypropylene hollow microfibers by peroxidation and mutual gamma irradiation methods
نویسنده [English]
- M. Firouzzare
Nuclear Fuel Cycle Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.Box: 11365-8486, Tehran - Iran
چکیده [English]
One of the most efficient methods for modifying the surface of polymers for some specific applications such as the production of adsorbents is the grafting of functional monomers onto polymers. In this research, the grafting of acrylonitrile and methacrylic acid on the surface of polypropylene hollow microfibers and its effective parameters such as radiation doses and concentration of functional monomers were investigated using peroxidation and mutual gamma irradiation methods. The highest rate of grafting was 81.2% which was related to the mutual irradiation method with 45 kGy radiation dose, which was carried out in the monomer concentration of 40% and in the presence of ferric chloride inhibiting salt with a concentration of 0.2%. The use of Mohr’s salt in the mutual method had a lesser effect in preventing the side reaction of polymerization due to its low solubility in the organic medium. The highest rate of grafting using 0.2% Mohr’s salt at 40 kGy irradiation dose was 33.62%. Infrared spectroscopy of the grafted samples confirmed the results obtained by calculating the grafting percentages by the gravimetric method. In addition, the results showed that the peroxidation method performed at the Atomic Energy Organization's gamma radiation center was not effective.
کلیدواژه‌ها [English]
- Surface modification
- Hollow microfibers
- Mutual grafting
- Peroxidation
- Mohr’s salt
- Ferric chloride
- K. Mulder, M. Knot, A history of systems development and entrenchment, Technol. Soc., 23, 265 (2001).
- G. Odian, Principles of polymerization, 4th ed. (Wiley, New Jersey, 2004).
- E. Bucio, G. Burillo, Radiation-induced grafting of sensitive polymers, J. Radioanal. Nucl. Chem., 280, 239 (2009).
- N. Hadjichristidis, et al, Encyclopedia of polymer science and technology, Graft Copolymers Chapter., (Wiley, New York, 2002).
- A. Bhattacharya, B.N. Misra, Grafting: a versatile means to modify polymers Techniques, factors and applications, Prog. Polym. Sci., 29, 767 (2004).
- K. Kato, et al., Polymer surface with graft chains, Prog. Polym. Sci., 28, 209 (2003).
- Y. Uyama, K. Kato, Yoshito Ikada, Surface Modification of Polymers by Grafting, in: Grafting/Characterization Techniques/Kinetic Modeling. Advances in Polymer Science, edited by H. Galina et al., Springer, Berlin, Heidelberg, 137, 1 (1998).
- I. Kaur, et al., Graft copolymerization of acrylonitrile and methacrylonitrile onto gelatin by mutual irradiation method, J. Appl. Polym. Sci., 54, 1131 (1994).
- M. Firouzzare, F. Ahmadi, Experimental study on uranium extraction from seawater: 1- Surface improvement of polypropylene and polyethylene micro hollow fibers via the functional groups grafting by the electron beam irradiation, J. Nucl. Sci. Technol., 92 (2), 144 (2020) (In Persian).
- N.H. Taher, A.M. Dessouki, Radiation Grafting of Acrylic Acid onto Polypropylene films, Radiat. Phys. Chem., 36, 785 (1990).
- E.A. Hegazy, N.H. Taher, H. Kamal, Preparation and properties of cationic membranes obtained by radiation grafting of methacrylic acid onto PTFE films, J. Appl. Polym. Sci., 38, 1229 (1989).
- N. Rahman, et al, Gamma Ray Induced Grafting of Binary Monomers (Acrylic acid/Methyl Methacrylate) onto Polyethylene (PE) Films for Heavy Metal Adsorption, J. Mater. Environ. Sci., 7, 4096 (2016).
- R.F. Khedr, Synthesis of Amidoxime Adsorbent by Radiation-Induced Grafting of Acrylonitrile/Acrylic Acid on Polyethylene Film and Its Application in Pb Removal, Polymers, 14, 3136 (2022).
)