دانشگاه تربیت مدرس پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر 2588-5316 7 2 2023 09 23 Branching Effect on Butylene Succinate and Ethylene Terephthalate Copolyesters: Synthesis and Properties اثر شاخه‌ای شدن کوپلی‌استر بوتیلن سوکسینات و اتیلن ترفتالات: سنتز و خواص 19 30 20827 FA رضوانه نائب عباسی دانشکده مهندسی پلیمر و رنگدانشگاه صنعتی امیرکبیر مهدی رفیع زاده دانشکده مهندسی پلیمر و رنگدانشگاه صنعتی امیرکبیر Journal Article Research subject: In the present study, a number of linear and long-chain branched copolyesters, poly (butylene succinate-co-ethylene terephthalate) (PBSET), were synthesized. Hence, effect of branching agent introduction was studied. Such a copolyesters, mostly aliphatic polyesters, may be applied in biomaterial fields. Adding aromatic section and branching agent have great effects on properties. Research approach: All polyesters were synthesized via a two-step method: esterification and polycondensation. All samples were produced in a laboratory scale set-up. First, prepolymers of two monomers were produced, separately. Then, required amount of each prepolymer were poured in the reactor and catalyst and thermal stabilizer were added and polycondensation reaction was performed. Pentaerythritol (PER) and trimellitic anhydride (TMA) were used as branching agents during synthesis. Microstructure of the copolyesters were characterized by ATR-FTIR and 13CNMR. Crystallinity, using XRD, and mechanical properties were studied, too. Even small amount of branching agent has a great effect on properties. 0.4 mol% of PER and 0.4 and 0.6 mol% of TMA were incorporated. Main results: Intrinsic viscosities of samples indicate that high molecular weight, about 38000 g/mol, were reached. ATR-FTIR spectra proves polyester synthesis. 13CNMR spectra shows incorporation of branching agent in polyester chain. Based on the XRD spectra, branching has no effect on the crystal type and type of crystal was unchanged. However, Crystallinity is decreased with branching. Mechanical properties are under serious effect of branching agent addition. It was observed that elongation at break and tensile strength were increased up to 400% and 200%, respectively. Hence, these branched copolyesters were synthesized and structure, crystallinity and mechanical properties were studied. موضوع تحقیق: در این پژوهش، نمونه‌های کوپلی‌استرهای خطی و شاخه‌ای پلی بوتیلن سوکسینات - اتیلن ترفتالات (PBSET) تهیه گردیدند. اثر شاخه‌ای شدن بر ساختار و خواص کوپلی‌استر مطالعه شد. چنین کوپلی‌استرهایی، که بخش عمده آنها پلی‌استر آلیفاتیک است، دارای کاربردهای زیستی می‌باشند. افزودن بخش آروماتیکی و همچنین شاخه‌ای شدن تاثیر مهمی بر خواص دارد. روش تحقیق: کلیه کوپلی‌استرها با روش دو مرحله‌ای استری‌شدن و تراکمی شدن تهیه شدند. نمونه‌ها در یک تجهیز آزمایشگاهی سنتز شدند. ابتداء در مرحله استری‌شدن، دو نوع پیش‌پلیمر بطور مجزا تولید گردیدند.. سپس در مرحله تراکمی‌شدن به مقدار لازم پیش‌پلیمرها در رآکتور ریخته شده و پس از افزودن کاتالیست و پایدارکننده گرمایی، واکنش انجام شد. پنتااریتریتول (PER) و تری‌ملیتیک انیدرید (TMA) بعنوان عوامل شاخه‌ای استفاده شدند. ساختار با استفاده از ATR-FTIR و 13CNMR، بلورینگی با XRD و خواص مکانیکی مطالعه شدند. مشاهده گردید که حتی مقدار کم عامل شاخه‌ای، خواص را تغییر می‌دهد. در این تحقیق، 0.4 درصد مولی از PER و 0.4 و 0.6 درصد مولی از TMA استفاده شدند. نتایج اصلی: اندازه‌گیری ویسکوزیته ذاتی نشانگر آن است که جرم مولکولی بالا، حدود g/mol 38000 حاصل شده است. بررسی طیف‌های ATR-FTIR نشانگر سنتز پلی‌استر است. در طیف‌های 13CNMR می‌توان کربن‌های مولکول‌های عامل شاخه‌ای را نیز مشاهده نمود. لذا، طیف‌های 13CNMR بیانگر حضور عامل شاخه‌ای در ساختار پلیمر است. مبتنی بر نتایج XRD، شاخه‌اشدن تاثیر جدی بر نوع بلورینگی نداشته اما مقدار بلورینگی کاهش یافته است. افزودن عامل شاخه‌ای تغییر بسیاری در منحنی تنش-کرنش ایجاد نمود. مشاهده گردید که افزایش طول در شکست و تنش در شکست افزایش چشمگیری داشته و بترتیب تا 400% و 200% افزایش نشان می‌دهند. بدین ترتیب، کوپلی‌استر شاخه‌ای با عامل‌های TMA و PER تهیه شده و ضمن مطالعه ساختار و بلورینگی، خواص مکانیکی نیز ارائه گردید.

https://arcpe.modares.ac.ir/article_20827_20b7529575c247bc9547f43ab405c8cf.pdf