بررسی اثر دمای واکنش بر آرایشمندی در پلیمرشدن متیل متاکریلات با طیف‌نمایی رزونانس مغناطیسی هسته

فرضیه: یکی از پارامترهای مهمی که در سنتز پلیمرهای وینیلی، بر خواص فیزیکی-مکانیکی محصول نهایی نقش بسزایی دارد، آرایشمندی (نظم فضایی) مونومرها درون زنجیر پلیمری است. نحوه سنتز (متیل متاکریلات) که یکی از پلیمرهای مهم صنعتی به شمار می آید، می تواند اثر عمده ایبر این پارامتر و در نهایت خواص نهایی داشته باشد. دمای واکنش از عواملی است که اثر شایان توجهی بر آرایشمندی این پلیمر دارد. روش‌ها: پلی‌ (متیل متاکریلات) با پلیمرشدن رادیکالی آزاد توده‌ای-گرمایی در سه دمای مختلف 50، 150 و c° 250 سنتز شد. طیف‌نمایی رزونانس مغناطیسی هسته مهم‌ترین ابزاری است که برای بررسی نظم فضایی می‌توان به‌کار گرفت. آرایشمندی پلی (متیل متاکریلات) با در نظرگرفتن شکافت پروتون گروه آلفا-متیل و شکافت کربن گروه آلفا-متیل و کربونیل به‌کمک طیف‌نمایی رزونانس مغناطیسی هسته پروتون (1h nmr) و کربن (13cnmr) در حلال‌های کلروفرم و تتراهیدروفوران دوتریم‌دار مطالعه شد. گمارش تمام توالی فضایی پیک‌های پروتون آلفا-متیل به‌شکل توالی سه‌تایی و پیک‌های کربن آلفا-متیل و کربن کربونیل به‌شکل پنج‌تایی به‌کمک طیف‌نمایی رزونانس مغناطیسی هسته مایع انجام شد. مدل‌های آماری bernoullian و markov مرتبه اول برای نمونه‌های سنتز‌شده محاسبه و با نتایج تجربی مقایسه شد. یافته‌ها: نتایج نشان می‌دهد، احتمال افزایش توالی‌های مزو (pm) با افزایش دمای پلیمرشدن، افزایش می‌یابد. مقادیر احتمال وجود توالی مزو برای پلی‌ (متیل متاکریلات) سنتزشده در دماهای 50، 150 و 250 درجه سلسیوس به‌ترتیب 0.203، 0.274 و 0.356 تعیین شد. در نهایت اثر آرایشمندی پلی‌ (متیل متاکریلات) بر دمای گذار شیشه‌ای با گرماسنجی پویشی تفاضلی بررسی شد. نتایج نشان داد، پلی‌(متیل متاکریلات) سنتزی در دماهای 50، 150 و 250 درجه سلسیوس به‌ترتیب دارای دمای گذار شیشه‌ای 126.0، 125.1و 102.9 درجه سلسیوس هستند.

effect of reaction temperature on tacticity in polymerization of methyl methacrylate: a study by nuclear magnetic resonance spectroscopy

hypothesis: in the synthesis of vinyl polymers, tacticity of monomers, is one of the important parameters that may play a significant role in the physicalmechanical properties within the polymer chain. poly(methyl methacrylate) (pmma) is considered as one of the important industrial polymers. while the method of its synthesis can be influenced by temperature it is equally expected that it has a major effect on polymer tacticity and finally influence its final properties. therefore, one of the parameters with a significant effect on stereoregularity of pmma is the reaction temperature. methods: pmma was synthesized at three different temperatures of 50, 150, and 250°c by bulk thermal polymerization method. the most important instrument that can be used to study tacticity order is nuclear magnetic resonance spectroscopy. the tacticity of pmma was studied through alpha-methyl protons splitting and alpha-methyl and carbonyl carbons splitting, respectively, using proton (1h nmr) and carbon (13c nmr) nuclear magnetic resonance spectroscopy in deuterated chloroform (cdcl3) and deuterated tetrahydrofuran (thf-d8). the assignment of all stereosequences at triad level for alpha-methyl proton and pentad level for alphamethyl carbon and carbonyl carbon was carried out by liquid nuclear magnetic resonance spectroscopy in deuterated chloroform. bernoullian and first-order markov statistics models were calculated for the synthesized pmma and compared them with the experimental results. findings: the results indicated that higher the polymerization temperature of mma the higher would be the probability of meso (pm) formation. the probability of meso values, of 0.203, 0.274, and 0.356 for pmma formation were determined at their corresponding temperatures of 50, 150, 250°c. finally, the effect of tacticity on glass transition temperature using differential scanning calorimetry (dsc) is discussed. the results showed that pmma synthesized at the above temperatures has its respective glass transition temperatures at 126.0, 125.1 and 102.9°c.