شکل (۱-۱) سیانوریک کلرید
مشتقات ۱و۳و۵-تری آزین کاربرد های متعددی در ساختارهای سوپرامولکولی[۸] دارند ] ۱۵[ . هم چنین کاربردهایی در شیمی دارویی ، کاتالیستی و شیمی پلیمر دارد ] ۱۶[ . در ادامه راجع به انواع واکنش های سیانوریک کلراید توضیحاتی ارائه خواهد شد .
۱-۲-۱- سنتز انشعابی دندریمرهای تری آزین
سنتز دندریمرهای تری آزین منجر به افزایش بازده ، آنالیز ساده تر و بهبود انحلالپذیری محلول می شود . سنتز دندریمرهای تری آزین با بهره گرفتن از تری متیلن-پی پیریدین نمونه ای از سنتزهای انشعابی است . روش اولیه سنتز این ترکیب ها با هیچکدام از روش های حلقه افزایی یا جانشینی هسته دوستی آروماتیکی انجام نشده است . با وجود اهمیت سنتزی جریان حلقه افزایی ، روش ، به تشکیل ساختارهای جانشینی متقارن محدود می شود . کاربرد بالقوه این دندریمرهای تری آزین در علم مواد و پزشکی برگرفته از ساختار محصولات جانشینی نامتقارن است . چنین کاربردهای پیرامونی می تواند نقش هایی مثل کاربرد در شیمی درمانی ، جداسازی و انتقال ژن در بر داشته باشد [۱۷] .
۱-۲-۱-۱- پلیمرهای پرشاخه دندریتی با ۱و۳و۵-تری آزین
پلیمرهای پرشاخه دندریتی به دلیل ویژگی های ساختاری و جدید ، به تازگی توجه زیادی را به خود جلب کرده اند . پلیمرهای پرشاخه در این زمینه را می توان به دو بخش طبقه بندی کرد .
اول ، ماکرومولکول های دندریتیکی که توسط روش مرحله به مرحله واگرا یا همگرا تهیه می شوند .
این روش ها مونودیسپرس[۹] بالا ایجاد می کنند و ماکرومولکول ها را به طور منظم شاخه دار می کنند . گام های سنتزی تکراری و پر زحمت ، منجر به بسیاری از مشکلات در فرایندهای سنتزی می شوند [۱۸] .
دوم ، براساس پیش بینی فلوری[۱۰] است که پلیمریزاسیون مستقیم مونومرهای نوع ABX پلیمرهای پر شاخه با یک گروه عاملی A واکنش نداده و (X-1)n+1 گروه عاملی B واکنش نداده تولید می کند که درآن n درجه پلیمریزاسیون است [۱۹-۲۰]یکی از مسائل مهم در این زمینه همانطور که رابطه ویژگی ساختاری پلیمرهای پرشاخه می تواند به طور سیستماتیک بررسی شود ، طراحی ساختار مولکول های نوع AB2 و پلیمرهایشان است .
در سال ۱۹۹۶ محققینی همچون چول هی کیم[۱۱] ، یانگ کیوچانگ[۱۲] وموفق به انجام واکنش هایی شدند که در آن سنتز پلیمرهای پر شاخه به دست آمده توسط پلیمریزاسیون یک-گلدانی از مونومر نوع AB2با نیمه ۱و۳و۵-s-تری آزین انجام شد] ۲۱[ . در سال۲۰۱۲ دانشمندان هندی از جمله دایانادا اس بادیگر[۱۳] و باساواراج آر . پاتیل[۱۴] ، توانستند هیدرازون های سه بازویی ستاره ای شکل ۱و۳و۵-تری آزین را که خاصیت ضد سرطانی دارد بسازند] ۲۲[.
شکل (۱-۲) نمونه ای از پلی اتیلن های پرشاخه دندریتیکی ۱و۳و۵-s-تری آزین
۱-۲-۱-۲- کوپلیمرهای[۱۵] دمبلی شکل سه بلوکه تری آزین دندریتیکی
کوپلیمرهای خطی دندریتیکی نوعی از ساختارهای هیبریدی هستند که دو نوع خطی و دندریتیکی از طراحی ماکرومولکولی راشامل می شوند . ترکیب شدن یک یا چند قسمت مساوی دندریتیکی با یک یا چند زنجیر خطی در یک ماکرومولکول می تواند تاثیر عمیقی روی ویژگی های نهایی ماده هیبریدی ای که حاصل می شود داشته باشد .
کوپلیمرهای خطی دندریتیکی به پنج گروه اصلی تقسیم می شوند .
۱-کوپلیمر خطی-دندریتیکی دی بلوکه AB که شامل یک بلوک A و یک بلوک B دندریتی است [۲۳] .
۲-کوپلیمر ABA خطی-دندریتیکی سه بلوکه که شامل بلوک خطی B و بلوک دندریتیکی A است [۲۴-۲۵] .
۳-کوپلیمرهای خطی-دندریتیکی زنجیر جانبی عامل دار شده یا دندرونیز [۲۶] .
۴-کوپلیمرهای خطی-دندریتیکی ستاره ای شکل که در آن بلوک ها به بازوهای یک پلیمر ستاره ای متصل می شوند [۲۷] .
۵-کوپلیمر های بلوکه خطی-دندریتیکی چند شاخه ای (چند بازویی) با دندریمر و بازوهای پلیمری خطی [۲۸] .
در سال ۲۰۰۵ دکتر محسن عادلی و آقای حسن نمازی موفق به ساخت کوپلیمرهای دمبلی شکل ۳ بلوکه تری آزین دندریتیکی-پلی اتیلن گلیکول-تری آزین دندریتیکی شدند .
سپس با بهره گرفتن از معرف های مختلف و طی مراحلی گام به گام ، ماکرومولکول های مختلف حاوی انواع مختلف گروه های عاملی به دست آمدند . ماکرو مولکول ها حاوی انواع مختلفی از گروه های عاملی هستند که در آن ها تعداد و مکان هر نوع از گروه های عاملی کنترل شده اند و به عنوان کاندیداهای خوبی برای معماری مولکولی و در نهایت آماده سازی نانوابزارها به رسمیت شناخته شده اند . لازم به ذکر است که کوپلیمرهای خطی دندریتیکی مبتنی بر اتیلن گلیکول به عنوان هسته ، دارای انواع برنامه های کاربردی بالقوه در زمینه سیستم های پوششی ، سنسورهای شیمیایی هیدروژل ها و دارورسانی است [۲۹] .
پایان نامه - مقاله - پروژه
شکل (۱-۳) کوپلیمرهای دمبلی شکل ۳ بلوکه تری آزین دندریتیکی-پلی اتیلن گلیکول-تری آزین دندریتیکی .
۱-۳- کامپوزیت ها[۱۶] ترکیباتی با دو یاچند فاز مشخص
کامپوزیت به ماده مرکبی اطلاق می شود که از دو یا چند فاز مشخص تشکیل شده ، به نحوی که فازها به صورت مجزا ، خواص کاملا متفاوتی با یکدیگر داشته باشند . هدف از تهیه کامپوزیت ها ، تقویت یکی از فازهای تشکیل دهنده این مواد است . کامپوزیت های زمینه پلیمری از نظر نوع فاز تقویت کننده به سه گروه کامپوزیت های لیفی ، پودری و سطحی تقسیم بندی می شوند . در کامپوزیت های لیفی ، فاز تقویت کننده از رشته های کوتاه یا بلند الیاف تشکیل شده و در کامپوزیت های پودری ، این فاز به صورت پودر یا ذرات ریز است [۳۰] .
۱-۳-۱- کامپوزیت های زمینه پلیمری حاوی تری آزین
پلیمرهای حاوی تری آزین ، نمونه ای از کامپوزیت هایی هستند که عموما فاز تقویت کننده در آن ها پودری بوده و نانوذرات فلزی می توانند به صورت فاز جداگانه بر سطح آن ها بنشینند . این گروه از کامپوزیت ها به دلیل حضور نانوذرات ، متعلق به دسته ای از کامپوزیت ها به نام نانوکامپوزیت هستند که در ادامه توضیحاتی راجع به آن ها ارئه می گردد .
۱-۳-۱-۱- ترکیب پلیمر کیتوسان[۱۷] با تری کلرو تری آزین نمونه ای از کامپوزیت ها
امروزه پلیمرهای زیست سازگار مانند کیتوسان به عنوان جایگزینی برای مواد پلیمر سنتزی در اصلاح خصوصیات کالای پشمی استفاده می شود . کیتوسان فراوانترین پلی ساکارید طبیعی بعد از سلولز است که از دی استیله نمودن کتین[۱۸] با بهره گرفتن از هیدروکسید سدیم به دست می آید. کیتوسان دارای سه گروه فعال است که دارای شامل دو گروه هیدروکسیل و یک گروه آمینو می باشد . در تحقیقات بسیاری از کیتوسان به عنوان عاملی جهت بهبود خواص رنگرزی ، خواص ضد میکروب و افزایش مقاومت در برابر نمدی شدن کالای پشمی استفاده شده است .در تعداد زیادی از تحقیقات از اسیدسیتریک ، گلوتارآلدهید و گلی اکسال جهت اتصال کیتوسان بر روی پشم استفاده شده است [۳۱-۳۲] . از آن جا که استفاده از مواد شیمیایی قابل پخت مانند اسیدسیتریک به منظور اتصال کیتوسان به کالای پشمی از مزیت های کیتوسان می کاهد و احتمال زردی و کاهش استحکام بالا را باعث می شود ، کاربرد مواد پیوند دهنده مناسب مانند کلروتری آزین می تواند جایگزین خوبی برای این دسته از مواد شیمیایی قابل پخت باشد . درسال۲۰۱۱ محققینی مثل ثمر شرف[۱۹] و کلوز اوپویس[۲۰] ، موفق به انجام واکنشی شدند که در آن اتصال سیانوریک کلراید به کیتوسان و پنبه برای بهبود خواص کاربردی آن ها انجام شده است [۳۳] .
۱-۳-۲- نانوکامپوزیت ها ، ترکیباتی با یک یا چند فاز در ابعاد نانویی
با وجود کارایی مطلوب فناوری کامپوزیت در تهیه مواد با خواص مطلوب ، در اغلب موارد ، مواد کامپوزیتی پاسخگوی نیازهای صنعتی نبودند . در سال های اخیر پژوهشگران دریافته اند که چنانچه بتوان مواد را در مقیاس های کوچکتر تهیه کرد ، پیوندهایی که ماده باابعاد کوچک با فازهای اطراف خودبرقرار می کند ، به مراتب قویتر از مقیاس های بزرگتر است [۳۴] . بر این اساس شاخه جدیدی از کامپوزیت ها به نام نانوکامپوزیت ها ، ارائه و توسعه یافته است . نانوکامپوزیت ماده مرکبی است که حداقل یکی از فازهای تشکیل دهنده آن دارای ابعاد نانو (بین ۱ تا ۱۰۰ نانومتر ) باشد [۳۵] . نانوکامپوزیت ها در مقایسه با سایر کامپوزیت ها ، به دلیل داشتن خواص فیزیکی ، مکانیکی و شیمیایی مطلوب تر ، کاربردهای وسیعتری دارند . برخی از کاربردهای این مواد عبارتند از : صنایع هوانوردی ، اتومبیل سازی ، لاستیک ، ارتباطات ، صنایع شیمیایی ، متالوژی ، داروسازی ، بهداشت و علوم بیولوژیکی و فناوری های انرژی [۳۶] .
بهبود ویژگی های نانوکامپوزیت ها به ویژه بهبود خواص مکانیکی در مقایسه با پلیمرهای خالص ، از دیدگاه های مختلف قابل توجه است . از دیدگاه زیست محیطی ، نانوکامپوزیت ها به دلیل دارا بودن خواص مکانیکی مطلوب ، نسبت به مواد پلیمری مشابه خالص ، دارای طول عمر و زمان مصرف بلند مدت بوده و از این رو مشکل ضایعات و دورریزی این مواد و به دنبال آن ، مشکلات زیست محیطی آن نیز کاهش می یابد . هم چنین از خصوصیات متنوع نانوکامپوزیت ها می توان به بالا بودن نسبت سطح به حجم ، انعطاف پذیری بالا بدون کاهش استحکام در برابر خراشیدگی و همچنین خواص نوری مطلوب مانند شفافیت که به اندازه ذره بستگی دارند اشاره نمود [۳۷-۳۸] . با توجه به این مزایا بررسی بیشتر این مواد می تواند حائز اهمیت باشد .
۱-۳-۲-۱- نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری
نانوذرات بیشترین کاربرد را به عنوان ماده تقویت کننده در نانوکامپوزیت ها دارند . اضافه کردن ذراتی هم چون سیلیکا[۲۱] ، ذرات فلزی و نیز برخی ذرات آلی و غیر آلی دیگر به ماده زمینه باعث افزایش و بهبود استحکام کششی و مدول الاستیک ماده زمینه می شود . با کاهش اندازه ذرات موجود در نانوکامپوزیت های پلیمری در ابعاد نانومتری خواص فیزیکی ، مکانیکی ، نوری و غیره در کامپوزیت ها بهبود می یابد [۳۹] . با جاسازی ذرات نانومتری شیشه ای در پلیمرها می توان نانوکامپوزیت هایی با شفافیت بالا معروف به نانوکامپوزیت های نوری تولید کرد . از این گروه می توان به پوشش های اپوکسی حاوی نانوذرات sio2 که توانایی جذب اشعه ماوراء بنفش را دارد اشاره کرد [۴۰] .
۱-۳-۲-۲- روش های تولید نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری
به طور کلی سه روش برای تولید نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری وجود دارد . این روش ها شامل اختلاط مستقیم ، فراوری محلول ، و پلیمریزاسیون درجا است که در ادامه راجع به این روش ها توضیحاتی ارائه می شود .
۱- روش اختلاط مستقیم : در این روش ابتدا نانوذرات تهیه شده یه صورت سوسپانسیون در یک حلال حل شده و سپس به ممحلول پلیمری اضافه می شود . در این روش انتخاب بستر پلیمری ، انتخاب نوع ذرات و سازگاری این دو گونه با یکدیگر و نحوه توزیع ذرات از نکات حائز اهمیتی است که بایستی مورد توجه قرار گیرد [۴۱-۴۲] .
۲- روش فرآوری محلول : در این روش به دو صورت می توان نانوکامپوزیت های پلیمری را تولید کرد : اگر ماده زمینه پلیمری و نانوذرات تقویت کننده آن در یکدیگر قابل حل باشند ، محلول حاصل را می توان در یک قالب ریخته گری کرده و نانوکامپوزیت تولید نمود ، در غیر این صورت مخلوط مواد نانوکامپوزیت در یک حلال حل شده و در نهایت با تبخیر حلال ، نانوکامپوزیت مورد نظر به دست می آید [۴۳] .
۳- پلیمریزاسیون درجا : در این روش پلیمریزاسیون بسترپلیمری در حضور نانوذرات انجام و مونومر در حین رشد (پلیمر شدن) ، ذرات پرکننده را در بر می گیرد . با کنترل پیوند بین ذرات نانو و ماده زمینه ، می توان توزیع مورد نظر را به دست آورد [۴۴-۴۵] .
۱-۳-۲-۳- خواص و کاربردهای نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری
با توجه به خواص متنوع نانوکامپوزیت های پلیمری ، دلایل زیادی را می توان برای گسترش نانوکامپوزیت های پلیمری نام برد . اولین دلیل ، خواص بی نظیر مکانیکی ، شیمیایی و فیزیکی آن هاست . نانوکامپوزیت های پلیمری عموما دارای استحکام بالا ، وزن کم ، پایداری حرارتی بالا ، رسانایی الکتریکی بالا و مقاومت شیمیایی بالایی هستند . دیگر عوامل موثر در توسعه نانوکامپوزیت های پلیمری و افزایش تحقیقات در این زمینه ، کشف نانولوله های کربنی در سال ۱۹۹۱ میلادی است . استحکام و خواص الکتریکی نانولوله های کربنی به طور قابل ملاحظه ای با نانولوله های گرافیت و دیگر مواد پر کننده تفاوت دارد [۴۶] . از دیگر کاربردهای نانوکامپوزیت های پلیمری ، پوشش مقاوم به سایش پوشش های مقاوم به خوردگی ، پلاستیک های رسانا ، حسگرها ،آسترهای مقاوم در دمای بالا و غشاهای جداسازی گازها و سیالات نفتی است [۴۷] .
۱-۴-نانوتکنولوژی
نانوتکنولوژی محدوده ای از تکنولوژی است که در این محدوده انسان می تواند انواع ترکیبات ، آلیاژها و ابزارها و به طور کلی ، سیستم ها و سازه های گوناگون را در مقیاس اتمی و مولکولی و در ابعاد نانومتری (یک میلیاردم متر) طراحی کرده و به مرحله ساخت برساند . روش ساخت در اکثر موارد ، به صورت جابجا نمودن اتم ها و مولکول ها و قرار دادن آن ها در موقعیت های مناسب می باشد . به عبارت دیگر ، نانوتکنولوژی شامل دستکاری موارد در حوزه اتم ها بوده ، که شامل قرار دادن اتم ها در جای خاص خود می باشد و اجازه می دهد تا موادی سبک تر ، ارزان تر ، محکم تر ، تمیزتر و با دقت به ابعادی بالاتر ساخته شوند [۳-۴] .
۱-۴-۱-نانوذرات
یک نانوذره ، ذره‌ای است که ابعاد آن در حدود ۱ تا ۱۰۰ نانومتر باشد . نانوذرات علاوه‌بر نوع فلزی ، عایقها و نیمه هادی‌ها ، نانوذرات ترکیبی نظیر ساختارهای هسته‌-پوسته را نیز در بر می‌گیرند . همچنین نانوکره‌ها ، نانومیله‌ها ، و نانوفنجان‌ها نیز اشکالی از نانو ذرات در نظر گرفته می‌شوند. نانوذرات در اندازه‌های پایین نانوخوشه به حساب می‌آیند . نانوبلورها و نقاط ‌کوانتومی نیمه‌هادی نیز زیرمجموعه نانوذرات هستند . در ۴ گروه کلی نانو ذرات فلزی ، نانو ذرات سرامیکی ، نانو ذرات پلیمری و نانو ذرات نیمه رسانا طبقه بندی می شوند . چنین نانوذراتی در کاربردهای بیودارویی به عنوان حامل دارو و عوامل تصویربرداری استفاده می‌شوند . به طور خاص از نانوذرات در قرن نهم توسط صنعتگران منطقه ی بین النهرین برای جلا دادن ظروف سفالی استفاده می شده است .امروزه برای لایه نشانی نانو ذرات از لایه نشان چرخشی و لایه نشان غوطه وری استفاده می‌شود . معمولا برای لایه نشانی نانو ذرات از فرایند سل ژل[۲۲] استفاده می‌شود .
۱-۴-۲- روش های ساخت نانوذرات
برای تولید نانوذرات سه روش وجود دارد که در ذیل به شرح هر یک می‌پردازیم :
۱- چگالش از یک بخار : روش چگالش از یک بخار شامل تبخیر یک فلز جامد و سپس چگالش سریع آن برای تشکیل خوشه‌های نانومتری است که به صورت پودر ته‌نشین می‌شوند . مهمترین مزیت این روش میزان کم آلودگی است.
۲-سنتز شیمیایی : استفاده از روش سنتز شیمیایی شامل رشد نانوذرات در یک محیط مایع حاوی انواع واکنشگرها است . روش سل ژل نمونه چنین روشی است، در روش‌های شیمیایی اندازه نهایی ذره را می‌توان با توقف فرایند هنگامی که اندازه مطلوب به دست آمد یا با انتخاب مواد شیمیایی تشکیل دهنده ذرات پایدار و توقف رشد در یک اندازه خاص کنترل نمود . این روش‌ها معمولاً کم هزینه و پر حجم هستند ، اما آلودگی حاصل از مواد شیمیایی می‌تواند یک مشکل باشد .
۳- فرآیندهای حالت جامد: از روش فرایندهای جامد ( آسیاب یا پودر کردن ) می‌توان برای ایجاد نانوذرات استفاده نمود . خواص نانوذرات حاصل تحت تأثیر نوع ماده آسیاب‌کننده، زمان آسیاب و محیط اتمسفری آن قرار می‌گیرد . از این روش می‌توان برای تولید نانوذرات از موادی استفاده نمود که در دو روش قبلی به آسانی تولید نمی‌شوند . لیپوزم ها[۲۳] ، درخت سان ها ، نانو ذرات پلیمری ،نانو ذرات پوشش داده شده با پلیمر ها ، نانو ذرات کیتوزان[۲۴] و لستین[۲۵] و نانو ذرات دارویی نمونه هایی از نانو ذراتی می باشند که از مسیر فناوری های نوین به دست آمده اند .

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...