استفاده از عامل شبکه‌کننده گلوتارالدئید در سنتز پلی‌سولفید مایع

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

1 دانشگاه هوایی ستاری

2 دانشگاه تهران- دانشکده فنی

چکیده
موضوع تحقیق: این تحقیق از رویکرد جدیدی برای سنتز پلی‌سولفید مایع استفاده می‌کند. استفاده از 1و2و 3 تری‌کلروپروپان (TCP) به‌عنوان عامل شبکه‌کننده پلی‌سولفید مایع، به‌دلیل سمیّت زیاد و خطر سرطان‌زایی یکی از محدودیت‌های سنتز پلی‌سولفید مایع است. در این پژوهش از گلوتارآلدئید (GLH) به‌دلیل ایمن‌تر بودن نسبت به TCP به‌عنوان عامل شبکه‌کننده استفاده شده است.
روش تحقیق: پلی‌سولفید مایع از طریق واکنش تعلیقی سطحی بیس (2-‌کلرواتیل‌) فرمال با تترا سولفید سدیم (Na2S4) در حضور گلوتارآلدئید (GLH) به‌عنوان عامل شبکه‌کننده تهیه شد. همچنین مونومر آلی، بیس (2- ‌کلرواتیل‌) فرمال از طریق واکنش اتیلنکلروهیدرین با پارافرمالدئید تهیه شده است. سنتز و خلوص مونومر آلی با آزمون‌های طیف‌سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) و سوانگاری گازی-طیف‌سنجی جرمی (GC-MS) مشخصه‌یابی شده است. در ادامه پلی‌سولفید مایع سنتز شده با استفاده از آزمون‌های FTIR، گرانروی‌سنجی، آزمون لایه‌برداری (T-peel)، آزمون کشش و سختی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. در این مطالعه از GLH در ترکیب درصد‌های متفاوت در پلی‌سولفید مایع استفاده شده و تأثیر ترکیب درصد GLH بر خواص جریان‌پذیری، مکانیکی و چسبندگی پلی‌سولفید مایع بررسی شده است.
 نتایج اصلی: گرانروی پلی‌سولفید مایع حاوی 1.5 تا 2 درصد وزنی GLH (LP-3 و LP-4)، به‌ترتیب مقادیر 6800 و 11000 میلی پاسکال ثانیه بوده است که نسبت به نمونه‌های حاوی 0.5 تا 1 درصد وزنی GLH (LP-1 و LP-2) با گرانروی‌های به‌ترتیب برابر با 3900 و 4100 میلی‌پاسکال ثانیه، مقادیر بیشتری داشته‌‌است. همچنین نمونه‌های LP-3 و LP-4 استحکام کششی بیشتری نسبت به نمونه‌های LP-1 و LP-2 داشته‌اند. همچنین چسبندگی به فلز در نمونه‌های LP-1 و LP-2 بیشتر از نمونه‌های LP-3 و  LP-4 بوده است. ترکیب درصد بهینه استفاده از GLH با توجه به نتایج خواص کششی و سختی، 1.5 تا 2 درصد وزنی است؛ اما با توجه به گرانروی بالای پلی‌سولفید مایع حاوی 2 درصد وزنی GLH (LP-4) و سیالیت ناکافی این نمونه در دمای اتاق در زمان استفاده به‌عنوان درزگیر و همچنین چسبندگی ضعیف نمونه LP-4، در نهایت نمونه‌های LP-2 و LP-3 مناسب‌ترین ترکیب درصد از نظر مقادیر گرانروی، سختی، استحکام کششی و استحکام لایه‌برداری، برای تهیه پلی‌سولفید مایع ایمن برای کاربرد درزگیر هستند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Use of glutaraldehyde crosslinking agent in the synthesis of liquid polysulfide

نویسندگان English

Jaber Mirzaei 1
Masoud Khoshnood 2
1 Shahid Sattari Aeronautical University of science and technology, Tehran, Iran
2 University of Tehran, College of Engineering
چکیده English

Research subject: This study employs a novel approach to the synthesis of liquid polysulfide. One of the drawbacks of synthesizing liquid polysulfide is the use of 1,2,3-trichloropropane (TCP) as a crosslinking agent, which poses significant toxicity and carcinogenic hazards. Glutaraldehyde (GLH) was utilized as a crosslinking agent in this study, as it is safer than TCP.
Research approach: Bis(2-chloroethyl) formal and sodium tetrasulfide (Na2S4) monomers were used in a surface suspension reaction to create liquid polysulfide, with glutaraldehyde (GLH) serving as a crosslinking agent. The organic monomer, bis(2-chloroethyl) formal, was also produced by reacting ethylene chlorohydrin with paraformaldehyde. The organic monomer's synthesis and purity were assessed using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The produced liquid polysulfide was then subjected to FTIR, viscometry, T-peel, tensile, and hardness tests for analysis. This study examined the effect of GLH concentration on the flowability, mechanical, and adhesion properties of liquid polysulfide by varying its proportion in the polymer.
Main results: The viscosity of liquid polysulfide with 1.5 to 2 wt. % GLH (LP-3 and LP-4) was 6800 and 11000 mPa.s, respectively, surpassing that of samples with 0.5 to 1 wt. % GLH (LP-1 and LP-2), with viscosities of 3900 and 4100 mPa.s, respectively. Samples LP-3 and LP-4 exhibited superior tensile strength compared to samples LP-1 and LP-2. The adhesion to metal in samples LP-1 and LP-2 exceeded that of samples LP-3 and LP-4. The optimal GLH composition, based on tensile properties and hardness, lies between 1.5 and 2 wt.%. However, due to the elevated viscosity of liquid polysulfide containing 2 wt.% GLH (LP-4) and its inadequate fluidity at ambient temperature as a sealant, along with the lower adhesion of sample LP-4, samples LP-2 and LP-3 were identified as the most suitable compositions in terms of viscosity, hardness, tensile strength, and peel strength for formulating a reliable liquid polysulfide sealant.

کلیدواژه‌ها English

glutaraldehyde cross-linker
liquid polysulfide
Safe cross-linking agent
Tensile Properties
T-peel Strength

  • تاریخ دریافت 16 تیر 1404
  • تاریخ بازنگری 07 مرداد 1404
  • تاریخ پذیرش 12 مرداد 1404
  • تاریخ اولین انتشار 17 آبان 1404
  • تاریخ انتشار 17 آبان 1404