إعداد جزيئات البوليستيرين جوفاء وكبسولات رقيقة جداً من بلمرة جذرية من قطرات يانوس تتكون من النفط والغاز والزيوت الفلوروكربون

الهدف العام من هذا الإجراء هو تحضير جزيئات بوليمر مجوفة باستخدام بلمرة جذرية بسيطة مع زيوت غير قابلة للامتزاج بشكل متبادل. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في توسيع نطاق توافر المركبات المفلورة ، والتي تم استخدامها بشكل سيئ مؤخرا ، منذ أن حظر الاتحاد الأوروبي استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي المفلورة في عام 2006. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن عدم الامتزاج بين زيوت الهيدروكربونات والزيوت الفلوروكربونية يلعب دورا مهما في تصنيع جزيئات البوليمر المجوفة.

نظرا لأن هذه الطريقة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة للتفاعلات الجزيئية بين زيت الهيدروكربون وزيت الفلوروكربون ، فيمكن أيضا تطبيقها على مونومر هيدروكربوني آخر مثل ميثيل ميثاكريلات. خطرنا لنا فكرة هذه الطريقة لأول مرة عندما درسنا التفاعلات الجزيئية بين الهيدروكربونات والفلوروكربونات. يعد العرض المرئي لهذه الطريقة أمرا بالغ الأهمية ، حيث تعتمد عملية تكوين جزيئات البوليمر على وقت البلمرة.

للبدء ، قم بإعداد خمسة ملليمولار من محلول SDS المائي عن طريق إذابة 14.5 ملليغرام من SDS في 10 ملليلتر من الماء عالي النقاء. ثم أضف 0.9 جرام من محلول SDS ، و 1.5 جرام من الستايرين ، و 0.6 جرام من PFO إلى قارورة زجاجية سعة 10 ملليلتر ، وأضف شريط التقليب. ضع المحلول على طبق تحريك.

قلب الخليط على حرارة 1 ، 150 دورة في الدقيقة لمدة 60 دقيقة في درجة حرارة الغرفة. ثم ارفعي درجة الحرارة إلى 80 درجة مئوية ، واستمري في التقليب لمدة 60 دقيقة إضافية. أضف 3.9 ملليغرام من بيروكسودي كبرفات البوتاسيوم ، ومليغرامين من البيرين ، و 1.5 جرام من الستايرين ، و 0.6 جرام من سلفونات مشبعة بالفلور ، و 0.9 جرام من خمسة ملليمولار من محلول SDS المائي في قارورة زجاجية سعة 10 ملليلتر مع قضيب تقليب.

ثم أختمها بحاجز مطاطي. بعد ذلك قم بتشغيل مصدر النيتروجين. قم بفقاعة غاز النيتروجين ببطء في المحلول من خلال إبرة لمدة 30 دقيقة لإزالة الأكسجين من الخليط.

كما كان من قبل ، ضعي المزيج على طبق تقليب في درجة حرارة الغرفة ، وقلبي على 1،150 دورة في الدقيقة لمدة 60 دقيقة. ثم قم بتشغيل المدفأة وحرك الخليط بنفس المعدل لمدة 30 دقيقة إضافية عند 80 درجة مئوية. عند الانتهاء ، انقل الجزء الغائم من المحلول إلى أنبوب اختبار.

ثم أضف 30٪ من محلول الإيثانول المائي لإنهاء تفاعل البلمرة تماما. بعد ذلك صوتنة المستحلب لمدة 10 دقائق لغسل جزيئات البوليمر الناتجة. عند الانتهاء ، قم بالطرد المركزي لجزيئات البوليمر من التعليق لمدة 10 دقائق عند 2 ، 300 مرة من الجاذبية.

للحصول على جزيئات البوليسترين ، قم بإزالة المحلول الطافي الناتج من أنبوب الاختبار. ثم أضف ثلاثة ملليلتر من الماء إلى المواد الصلبة الناتجة في أنبوب الاختبار. صوتي مرة أخرى لمدة 10 دقائق ، ثم قم بتدوير الجسيمات لمدة 10 دقائق عند 2 ، 300 مرة من الجاذبية.

كرر إجراء الغسيل حتى لا تتولد المزيد من الرغوة من المحلول الطافي. بعد الغسيل النهائي ، قم بتبخير الماء المتبقي في مجفف للحصول على جزيئات البوليسترين المجوفة. أضف ملليغراما واحدا من جزيئات البوليسترين المجوفة المجففة ، وأربعة ملليلتر من الماء ، وقضيب التحريك إلى قارورة زجاجية سعة 10 ملليلتر.

قم بتقطيع الخليط لمدة 10 دقائق لتفريق الجزيئات المجوفة في الماء. ثم أضف 0.1 مل من التولوين إلى الماء. نثر الجزيئات وقلبها لمدة ساعة عند 100 دورة في الدقيقة.

بعد ذلك ، انقل السائل إلى أنبوب اختبار. أخيرا ، قم بالطرد المركزي للسائل لمدة 10 دقائق عند 2 ، 300 مرة من الجاذبية لعزل الكبسولات الدقيقة. عند اكتمال الدوران ، قم بإزالة المادة الطافية من أنبوب الاختبار لتترك مع جزيئات البوليمر المجوفة.

في المستحلبات ، تكون المرحلة المستمرة SDS المائية. يشار إلى هذه المرحلة باللون الأخضر ، الذي يتوافق مع الكالسيين الفلوري المائي. لذلك يتم تشكيل مستحلبات من نوع الزيت والماء.

بالإضافة إلى ذلك ، تكشف المستحلبات التي تحتوي على الكومارين 102 القابل للذوبان في الزيت أن قطرة الأوكتين المشبعة بالفلور موجودة في السطح البيني بين الماء وقطرة الستايرين. لقياس متوسط حجم جزيئات البوليسترين المجوفة النهائية ، يكون الفحص المجهري الإلكتروني الماسح فعالا. باستخدام هذه الطريقة ، كان متوسط القطر المقدر من ملاحظات SEM 1.3 ميكرومتر ، ومتوسط حجم الثقب 800 نانومتر ، ووجد أن متوسط حجم الثقب 0.9 ميكرومتر مكعب.

بمجرد إتقانها ، يمكن القيام بهذه التقنية في غضون ساعتين تقريبا إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم الانتباه جيدا إلى وقت البلمرة. بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال الفيزياء وعلوم المواد لاستكشاف العديد من جزيئات الشكل والخصائص البصرية بالإضافة إلى ناقلات الأدوية وأنظمة التوصيل.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تصنيع جزيئات البوليمر المجوفة باستخدام قطرات تتكون من زيوت الهيدروكربونات والفلوروكربون. لا تنس أن العمل باستخدام الستايرين يمكن أن يكون خطيرا للغاية ، ويجب دائما اتخاذ الاحتياطات ، وارتداء معطف المختبر والقفازات ونظارات السلامة أثناء تنفيذ هذا الإجراء.