تهیه نانوذرات پلیمری پاسخگو به نور برپایه ترکیبات فوتوکرومیک با روش پلیمریزاسیون مینیامولسیونی
[پایاننامه]
Preparation of stimuli-responsive latex nanoparticles based on photochromic compounds by miniemulsion polymerization
/حسین علی دایی شریف
: مهندسی پلیمر
، ۱۴۰۰
۷۳ص.
:
زبان: فارسی
زبان چکیده: فارسی
چاپی - الکترونیکی
مصور، جدول، نمودار
کارشناسی ارشد
مهندسی پلیمر- فراورش
۱۴۰۰/۰۶/۰۱
صنعتی سهند
پلیمرهای فوتوکرومیک از جمله پلیمرهایی هستند که در ساختار آنها ترکیبات حساس به نور از جمله اسپیروپیران، اسپیرواکسازین، فولجاید، دیآریلاتن و دی آزو موجود میباشند .این ترکیبات با روشهای مختلف به داخل ماتریسهای پلیمری وارد میشوند که از این میان میتوان به پیوندخوردگی کووالانسی یا شیمیایی این ترکیبات به زنجیره اصلی پلیمر و یا پراکنش این ترکیبات در ماتریسهای پلیمری با برهمکنش فیزیکی اشاره کرد .این پلیمرها در صنایع مختلف همچون رهایش کنترل شده دارو، عکسبرداری از سلول-های زنده، مطالعه ساختار و دینامیک پروتئینها، انواع مختلف حسگرها، نقاط کوانتومی، سلولهای خورشیدی، الگوهای نوری و همچنین به عنوان جوهرهای ضدجعل در کاغذها و اسناد امنیتی کاربرد بسیار بالقوه را دارا میباشند .در پژوهش حاضر، جوهرهای ضدجعل با اتصال فیزیکی ترکیب اسپیروپیران عاملدار شده (SPOH) برروی نانوذرات لاتکس پلیمری برپایه متیلمتاکریلات و هیدروکسیاتیلمتاکریلات از طریق پلیمرزاسیون مینیامولسیون تهیه شدند، که نتیجه این کار سبب تهیه نانوذرات کوپلیمر( متیل متاکریلات-کو- هیدروکسیاتیلمتاکریلات) فوتوکروم با میزان قطبیت متفاوت گشت .ساختار شیمیایی ترکیب SPOH توسط آزمون رزونانس مغناطیسی هسته هیدروژن بررسی شد .برای بررسی از صحت تهیه نانوذرات لاتکس پلیمری آنالیز طیفسنجی مادون قرمز از نمونههای لاتکس پلیمری گرفته شد .همچنین، آنالیزهای پراکندگی نور دینامیک، میکروسکوپ الکترون روبشی گسیل میدانی و میکروسکوپ الکترونی عبوری این نمونهها، مورفولوژی کروی و پراکندگی سایز در حدود nm ۱۰۰-۶۰ را از خود نشان دادند .بررسی خواص فوتوکرومیسم و نشر فلورسانس نمونهها لاتکس، به ترتیب با استفاده از دستگاه طیفسنجی فرابنفش-مرئی و فلورسانس صورت پذیرفت، که همه نمونهها خواص فوتوکرومیک، نشر فلورسانس، پایداری خستگی، برگشت پذیری نوری قابل توجهی را بدون نشان دادن هیچ فوتوکرومیسم منفی از خودشان نشان دادند .همچنین، به دلیل اهمیت خواص فوتوکرومیسم و نشر فلورسانس در کاربرد نهایی، نانوذرات لاتکس با خواص نوری بالا برای تهیهی جوهرهای ضدجعل فوتوکرومیک/فوتولومینسانس به کار گرفته شدند .جوهر ضدجعل به داخل استامپها با علائم مختلف بارگذاری شده و به عنوان علائم امنیتی برروی اسناد مختلف از جمله گواهینامه، اسکناس و پاسپورت به کارگرفته شدند .همچنین علائم پرینت شده برروی اسناد امنیتی، پدیده فوتوکرومیسم و نشر فلورسانس را در تابش های تحت نورفرابنفش (nm ۳۶۵) از خود نشان دادند .
Photochromic polymers are a class of polymers that include light-responsive compounds such as spiropyran, spiroxazine, flugide, diarylethene, and diazo. These compounds are introduced into polymer matrices in various ways, including covalent or chemical bonding to the main polymer chain or the distribution in polymer matrices by physical interactions. These polymers have great attention in potential applications such as drug delivery release, cell imaging, proteins structure reorganization, various types of sensors, quantum dots, solar cells, optical patterns, as well as anticounterfeiting inks. In the current study, invisible high security anticounterfeiting inks were prepared by physical incorporation of functionalized spiropyran derivative (SPOH) into the copolymer latex nanoparticles based on methyl methacrylate and hydroxyethyl methacrylate with different polarities by semi continuous miniemulsion polymerization. The chemical structure of SPOH was investigated by nuclear magnetic resonance spectroscopy. Also, Fourier-transform infrared spectroscopy spectroscopic analysis was performed on polymer latex samples to evaluate the accuracy of polymer latex nanoparticles. The results of dynamic light scattering and the recorded images by scanning electron microscopy and transmission electron microscopy indicate that the photochromic latex samples show particles with spherical morphology and narrow size distribution in the range of 60-100 nm. Investigation of photochromic properties and fluorescence emission of the prepared latex samples show that all the latex nanoparticles have remarkable photochromic intensity and fluorescence emission, high photofatigue resistance, photoswitchability, and reversibility without displaying any negative photochromism. Because of the importance of photochromism and fluorescence emission in the final application, the latex nanoparticles with the highest optical properties were used to prepare the photochromic/photoluminescent anticounterfeiting ink. The high security ink was loaded to stamps with different marks and used for print-marking of different security documents such as certificate, money, and passport. In addition, the printed marks displayed a high level of photochromism and fluorescence emission upon UV irradiation (365 nm).
ba
Preparation of stimuli-responsive latex nanoparticles based on photochromic compounds by miniemulsion polymerization