Modification of magnetic nanoparticles with poly (Vinyl chloride) via click chemistry

Abstract

Yan zincirinde Fe3O4 nanotanecikleri bulunan kopolimer 'grafting to' kullanılarak klik reaksiyonu ile PVC' ye bağlandı. Öncelikle, propargil α-bromoisobutirat sentezlendi. Atom transfer radikal polimerizasyonuyla viniltrimetoksisilan ve metil metakrilat kopolimerizasyonu gerçekleştirildi. Daha sonra, manyetik nanotanecikler (Fe3O4) viniltrimethoksisilan birimleri üzerinden kopolimere bağlandı. Son olarak, yan zincirinde Fe3O4 taneciklerini taşıyan propargil son gruplu kopolimer klik reaksiyonu yoluyla azid grubu içeren PVC' ye bağlandı. Sentezlenen kopolimerin kimaysal yapısı ve morfolojisi FT-IR, 1H and 13C NMR, SEM and SEM-EDX ile karekterize edildi. Termal analiz sonuçları, PVC' ye göre azid grubu içeren PVC' nin kararlılığının azaldığı ve Fe3O4 bağlandıktan sonra ise kararlılığının arttığını gösterdi. Fe3O4 ile modifiye edilen PVC' nin doygunluk manyetizasyonu (Ms) 41.5 emu/g olarak bulundu. Fe3O4 bağlı ve PVC ile modifiye edilmiş kopolimerin dielektrik sabiti (ε´) ve dielektrik kayıp faktörünün (ε″) artan frekansla azaldığı görüldü. Propargil metakrilat, propargil alkol ve metakriloil klorür'den sentezlendi. Ardından, vinil trimetoksisilan metil metakrilat kopolimeri serbest radikal polimerizasyonu yoluyla elde edildi. Sonra, Fe3O4 nanotanecikleri viniltrimetoksisilan birimleri üzerinden kopolimere bağlandı. Son olarak, Fe3O4 taşıyan propargil son gruplu kopolimer klik reaksiyonuyla azitli PVC' ye bağlandı. FT-IR karekterizasyon tekniği kullanıldı. Kopolimere Fe3O4 bağlandıktan sonra termal kararlılık aratarken, klik reaksiyonu sonrası azaldığı görüldü. Fe3O4 bapli kopolimerin Ms değeri 33.7 emu/g olarak bulundu. Kopolimerin ε´ ve ε″ değerlerinin artan freakansla azaldığı, AC iletkenliğinin ise arttığı görüldü.

A copolymer bearing on its side chain Fe3O4 was bonded to PVC by click reaction via `grafting to` approach. Firstly, propargyl α-bromoisobutyrate was synthesized. Next, vinyltrimethoxysilane and methylmethacrylate copolymerization were completed through Atom transfer radical polymerization. Magnetic nanoparticles (Fe3O4) were bonded to copolymer through its vinyltrimethoxysilane units. Finally, the propargyl end group of the copolymer carrying Fe3O4 on its side chain was bonded to azide PVC by click reaction. The chemical structure and morphology were characterized by FT-IR, 1H, and 13C NMR, SEM, and SEM-EDX. Thermal analysis showed a decrease in the stability of PVC azide compared to PVC and after grafting of the Fe3O4 bond copolymer, the stability increased. The copolymer showed magnetic saturation (Ms) of 41.5 emu/g. The dielectric constant (ε´) and dielectric loss (ε″) of copolymers decreased with an increase in frequency. Propargyl methacrylate was synthesized from propargyl alcohol and methacryloyl chloride. Next, the copolymer was formed via Free radical polymerization of vinyltrimethoxysilane and methylmethacrylate. Fe3O4 was bonded to copolymer via its vinyltrimethoxysilane units. Lastly, the propargyl end group of the copolymer carrying Fe3O4 was bonded to PVC azide by click reaction. FT-IR characterization technique was used. Thermal Stability increased after grafting of Fe3O4 to the copolymer and decreased following click reaction. Fe3O4 bonded copolymer showed Ms of 33.7 emu/g. The ε ´ and ε ″ of copolymers decreases with a frequency increase and for AC conductivity, it increases.