مبانی نظری و پیشینه پژوهشی بررسی اثر پلاسما بر روی پلیمر پلی متیل متاکریلات آلاییده با رنگینه آمینوآزو بنزن

با سحافایل در خدمت شما هستیم با «پیشینه پژوهشی و تحقیق و مبانی نظری بررسی اثر پلاسما بر روی پلیمر پلی متیل متاکریلات آلاییده با رنگینه آمینوآزو بنزن» که بطور کامل و جامع به این مبحث پرداخته و نیاز شما را به هرگونه جستجوی بیشتری برطرف خواهد نمود.

فهرست محتوا

1فصل اول: بررسی منابع

1-1-   پلاسما

1-1-1تاریخچه و کاربرد

1-1-2مفاهیم اولیه

1-1-3تقسیم بندی پلاسما

1-1-4تولید پلاسما

1-1-5برخورد در پلاسما

1-1-6واکنش­های پلاسما

1-2پلیمر

1-2-1درجه پلیمریزاسیون

1-2-2تاریخچه پیدایش پلیمرها

1-2-3خواص پلیمر

1-2-4دمای انتقال شیشه­ای برای پلیمر (Tg)

1-2-5طبقه­بندی پلیمرها

1-2-6پیوندهای عرضی در پلیمرها

1-3پلاسما و پلیمر

1-3-1سطوح پلیمرها و برهم­کنش­ها

1-3-2عملیات اصلاح سطح

1-3-3- فرایند کسل

1-3-4- پدیده کو انچینگ

1-3-5-فوتو فیزیک

1-3-6- فوتو شیمی

1-4-رنگینه آزو

1-4-1- آزو بنزن

1-5-تئوری اسپکترو فوتومتری

1-6-پلیمرهای آلاییده

2 فصل دوم : مواد و دستگاه­های مورد استفاده و روش­ها

2-1-   مواد

2-1-1-پلیمر پلی متیل متاکریلات

2-1-2-حلال دی کلرو متان

2-1-3- رنگینه آمینوآزوبنزن aniline yellow

2-2-   روش تهیه نمونه

2-3-   دستگاه­های مورد استفاده

2-3-1-دستگاه اولتراسونیک

2-3-2-دستگاه اسپین کوتر

2-3-3-دستگاه طیف­سنجی FT-IR

2-3-4-دستگاه طيف­سنجی جذبیUV/VIS.

2-3-5- دستگاه پلاسمای مورد استفاده

2-3-6-دستگاه­های ایجاد کننده خلا

2-3-7-نرم افزارهای مورد استفاده

2-3-8-تئوری اکسایتون کاشا

2-3-9-   روش کلی برای تحلیل داده­ها

فهرست منابع

بررسی منابع

1-فصل اول:بررسی منابع

در این فصل به طور مختصر به بررسی اطلاعات موجود در زمینه پلاسما ، پلیمر ، رنگینه و نحوه اثر پلاسما بر پلیمر و یافته­های موجود در این زمینه می­پردازیم.

1- 1 -پلاسما

پلاسما گاز یونیزه و شبه­خنثایی است که از ذرات باردار و خنثی تشکیل می­شود و رفتار جمعی از خود نشان می­دهد. واژه شبه­خنثی به این معنی است که در پلاسما بارهای مثبت و منفی وجود دارد و در عین حال این بارهای مثبت و منفی تقریباً برابر یکدیگرند.

1-1-1-تاریخچه و کاربرد

ابتدا این گاز یونیزه بوسیله کروکز، در سال 1879 بعنوان حالت چهارم ماده نامیده شد و 49 سال بعد در سال 1928 ، این حالت چهارم ماده اسم خود را از ایروینگ لانگمویر  گرفت و او نام  “پلاسما”  را بر آن نهاد. [12]

پلاسما هم در طبیعت یافت می شود و هم در آزمایشگاه و صنعت ساخته می­شود و هر دوی آن­ها شبه­خنثی هستند. پلاسمای طبیعی بیش از 99% از جهان قابل دید ما را تشکیل می­دهد. از پلاسماهای طبیعی می­توان کرونای خورشیدی، بادهای خورشیدی، سحابی­ها، یونوسفر زمین، رعد و برق و شفق قطبی را نام برد. در آزمایشگاه، پلاسما بوسیله شعله، لیزر و تخلیه الکتریکی ایجاد می­شود.  پلاسما در صنعت در دستگاه­های برش، اسپری پلاسما و فرآیند اصلاح سطح به کار می­رود. هم­چنین پلاسماهای ساخته بشر می­توانند در سنتزهای گرما هسته­ای، الکترونیک، لامپ­های فلوئورسنت و … کاربرد داشته باشند و بسیاری از کارخانه­های تولید کننده سخت افزار­های کامپیوتری، تلفن همراه و تلویزیون­های پلاسما، از تکنولوژی پلاسما کمک می­گیرند. و از دیگر کاربردهای پلاسما می­توان لایه­نشانی ، ضد عفونی آب و هوا، سوزاندن زباله و مواد مضر وتبدیل آن­ها به ترکیبات بی­خطر را نام برد. [12-10]

1-1-2-مفاهیم اولیه

به طور کلی وقتی دما افزایش می­یابد و ذرات ماده دارای انرژی می­شوند مواد از حالت جامد به مایع و از حالت مایع به گاز و در نهایت می­توانند به پلاسما تغییر حالت دهند. واژه پلاسما برای توصیف ناحیه­ای به کار می­رود که دارای گاز یونیزه با بارهای مساوی از ذرات باردار منفی و مثبت باشد که لانگمویر در مورد آن نوشت:        ” پلاسما جز در نزدیکی الکترودها که پوش پلاسمایی تشکیل می­شود شامل تعداد زیادی ذرات باردار است و فضای بین الکترودها شامل ذرات باردار مثبت و منفی در حدود مساوی می­باشد.” پوشینه پلاسمایی از تجمع ذرات باردار بر روی الکترودها بوجود می­آید و ذرات آزاد باردار الکتریکی (الکترون­ها و یون­ها) ، پلاسما را از لحاظ الکتریکی رسانا می­سازند که حتی پلاسما در مواردی می­تواند خاصیت رسانندگی بیشتری از طلا و مس داشته باشد.[11]

1-1-2-1ذرات موجود در پلاسما

پلاسما دارای انواع مختلفی از ذرات، از قبیل ذرات باردار (الکترون، یون های مثبت و منفی) ، اتم ها و مولکول­های تهییج شده (از لحاظ گذار الکترونی و لرزشی) ، ذرات خنثی و رادیکال­های فعال می­باشد که علاوه بر آن­ها پلاسما می­تواند فوتون­هایی در بسامدهای مختلف ، مثل نور مرئی و فوتون های فرابنفش  از خود گسیل کند، که هر کدام از این ها می توانند نقش خاص خود را در فرایندهای فیزیکی و شیمیایی پلاسما بازی کنند.[13-11]

1-1-2-2-  چگالی ذرات

به نسبت تعداد ذرات یک گونه در پلاسما به واحد حجم اطلاق می­شود که در دماهای بالا ذرات بدلیل درجه یونیزاسیون بالا دارای چگالی بیشتری هستند، زیرا انرژی بیشتری صرف یونیزه شدن گازهای موجود در پلاسما می­شود.چگالی پلاسماهای موجود در آزمایشگاه بین(m^-3) 10⁷ تا(m^-3) 10³²  می­باشد.

quasi-neutral

Crookes

Irving Langmuir

Plasma sheath

فهرست منابع

[1] C.H.Shih et al; Effect of Tetrafluoromethane Plasma Treatment of PMMA on MCF-7 CellProliferation: The Open Surface Science Journal,(2010):2)13-18(

[2] W.Ao, J.S.Lim, P.K.Shin; Preparation and Characterization of Plasma Polymerized MethylMethacrylate Thin Films as Gate Dielectric for Organic Thin FilmTransistor: Journal of Electrical Engineering & Technology,(2011):6(836-841)

[3] M.C.Wu et al; Nanostructured polymer blends (P3HT/PMMA): Inorganic titania hybrid photovoltaic devices: Solar Energy Materials & Solar Cells,(2009):5(961-965)

[4] K.S.De Silva;Processing & characterization of graphene oxide doped MgB₂ superconductors:univercity of wollongong,Australia,(2008)

[5] C.Liu, B.J. Meenan; Effect of Air Plasma Processing on the Adsorption Behaviour of Bovine SerumAlbumin on Spin-Coated PMMA Surfaces: Journal of Bionic Engineering,(2008):5(204-214)

[6] D.Dorranian, Z.Abedini, A.Hojbari, M.Ghorannevis; Structural And Optical Characterization Of PMMA Surface Treated In Low Power Nitrogen And Oxygen Rf Plasmas: Journal of  Non-Oxide Glasses,(2009):1(217-229)

[7] M.Jafari,D.Dorranian; Surface Modification Of PMMA Polymer In The Interaction With Oxygen-Argonrf Plasma: Journal of Theoretical and Applied Physics,(2011):5(56-59)

[8] A.Valesia M.M.Silvan, G.Ceccone, F.Rossi; Surface Topographic And Structural Characterizationof Plasma Treated PMMA–PMMA Copolymer Films:surface science,(2004):9(121-129)

[9] C.J.Liu et al; Plasma Application For More Environmentally Friendly Catalyst Preparation: Pure Appl. Chem.,(2006): 12(1227–1238)

[10] چن،فرانسیس اف.ترجمه حسن مهدیان و اسماعیل نامور،چاپ اول1387،”آشنایی با فیزیک پلاسما و همجوشی کنترل شده”،مرکز نشر دانشگاهی

[11] A Fridman; plasma chemistry:Cambridge University Press,Drexel,(2008)

[12] Os, M. T.; Surface modification by plasma polymerization: film deposition, tailoring of surface properties and biocompatibility. Universiteit Twente,(2000)

[13] Fitzpatrick, R.; Introduction to Plasma Physics. A graduate course at The University of Texas at Austin, http://farside. ph. utexas. edu/teaching/plasma/lectures/lectures,(2008)

[14] Callen, J. D.; Fundamentals of Plasma Physics. Lecture Notes, University of Wisconsin, Madison, (2003)

[15] Lieberman, M. A., & Lichtenberg, A. J. Principles of plasma discharges and materials processing,. Published by A Wiley-Interscience Publication,(1994):4(388-391)

[16] Liu, C. J., Zou, J., Yu, K., Cheng, D., Han, Y., Zhan, J. & Jang, B. W. L.; Plasma application for more environmentally friendly catalyst preparation. Pure and applied chemistry, (2006):6(1227-1238)

[17] Yamamoto, T., Okubo, M., Hayakawa, K., & Kitaura, K.; Towards ideal NO x control technology using a plasma-chemical hybrid process. Industry Applications, IEEE Transactions on, (2001):5(1492-1498)

[18] Bellan, P.; MFundamentals of plasma physics. Cambridge University Press,(2006)

[19] Barwick, D. C.; Pulsed plasma chemical functionalization of solid surfaces (Doctoral dissertation, Durham University), (2004)

[20] Chen, F. F., & Chang, J. P.; Lecture notes on principles of plasma processing,Springer(2003)

[21] Manos, D. M., & Flamm, D. L. ; Plasma etching: an introduction.(1989)

[22] نیکلسون،جان دبلیو.ترجمه وحید حدادی اصل،فاطمه میرخلیل­زاده و ساناز پورمند ، چاپ دوم بهار1387 ، “شیمی پلیمرها”،انتشارات یا مهدی

[23] آلوینو،ویلیام ام.ترجمه حسین عباسپور،چاپ اول1377،”کاربرد پلیمرها در صنایع برق و الکترونیک” ، انتشارات بهینه

[24] Davis, F. J.; Polymer chemistry. A Practical Approach, (2004)

[25] Sperling, L. H.; Introduction to physical polymer science. John Wiley & Sons, (2005)

[26] White, J. L.; Principles of polymer engineering rheology. John Wiley & Sons, (1990)

[27] Arpagaus, C., Rossi, A., & Rudolf von Rohr, P.; Short-time plasma surface modification of HDPE powder in a plasma downer reactor–process, wettability improvement and ageing effects. Applied Surface Science, (2005):5(1581-1595).

[28] Borcia, G., Anderson, C. A., & Brown, N. M. D.; Dielectric barrier discharge for surface treatment: application to selected polymers in film and fibre form. Plasma Sources Science and Technology, (2003):3(335-337)

[29] Holubka, Joseph Walter, Larry P. Haack, and Ann Straccia. “Environmentally friendly reactive fixture to allow localized surface engineering for improved adhesion to coated and non-coated substrates.” U.S. Patent No. 8, (2013)

[30] Dorranian, D., Abedini, Z., Hojabri, A., & Ghoranneviss, M.; Structural and optical characterization of PMMA surface treated in low power nitrogen and oxygen RF plasmas. Journal of Non-Oxide Glasses, (2009):3(217-229)

[31] Dorranian, D., Golian, Y., & Hojabri, A.; Investigation of nitrogen plasma effect on the nonlinear optical properties of PMMA. Journal of Theoretical and Applied Physics,(2012):9 (1-8)

[32] Zakerhamidi, M. S., Sorkhabi, G., Ahmadi-Kandjani, S., Moghadam, M., & Ortyl, E.; Polymeric cyanide azo compounds dipole moments and photo-physical properties in solvents media. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy,(2013):6(148-153)

[33] Xie, S., Natansohn, A., & Rochon, P.; Recent developments in aromatic azo polymers research. Chemistry of materials,(1993):9(403-411)

[34] Merino, E., & Ribagorda, M; Control over molecular motion using the cis–trans photoisomerization of the azo group. Beilstein journal of organic chemistry,(2012):20(1071-1090)

[35] Kiricsi, I., Tasi, G., Förster, H., & Fejes, P.; UV-VIS spectroscopic and theoretical studies about carbocation formation on solid surfaces. Journal of Molecular Structure,(1990):6(369-374)

[36] Zidan, H. M., El‐Khodary, A., El‐Sayed, I. A., & El‐Bohy, H. I.; Optical parameters and absorption studies of UV‐irradiated azo dye‐doped PMMA films. Journal of applied polymer science,(2010):8(1416-1423)

[37] Adiyodi, A. K., Joseph, X., Jyothy, P. V., Jose, G., & Unnikrishnan, N. V; Dielectric and microhardness studies of methylene blue doped PMMA matrix. Materials Science-Poland, ;(2009):9(297-305)

[38] Yager, K. G., Tanchak, O. M., Godbout, C., Fritzsche, H., & Barrett, C. J.; Photomechanical effects in azo-polymers studied by neutron reflectometry. Macromolecules,(2006):9(9311-9319)

[39] Jafari, M., & Dorranian, D.; Surface modification of PMMA polymer in the interaction with oxygen-argon RF plasma. Journal of Theoretical and Applied Physics,(2011):8(59-66)

[40] Stuart, B; Infrared spectroscopy. John Wiley & Sons, Inc, (2005)

[41] دونالد ل. پاويا، گري لمپمن، جورج كريز .ترجمه برهمن موثق،چاپ یازدهم 1391 ،ویرایش دوم،”نگرشی بر طیف­سنجی”،انتشارات علمی و فنی تهران

[42] Pasquini C.; Near infrared spectroscopy: fundamentals, practical aspects and analytical applications. Journal of the Brazilian Chemical Society,(2003):22(298-219)

[43] Zakerhamidi, M. S., & Karimi, A.; Hydrophilic gel composition effect on the molecular association and spectroscopic behavior of rhodamine B. Canadian Journal of Chemistry, (2012),8 (776-783)

[44] Förster, H.; UV/vis spectroscopy. In Characterization I, Springer Berlin Heidelberg, (2004),3 (424-426)

[45] Brilmyer, G. H., Fujishima, A., Santhanam, K. S. V., & Bard, A. J.; Photothermal spectroscopy. Analytical Chemistry, (1977),6(2057-2062)

 [46] فلمینگ،ویلیامز.ترجمه ناصر فروغی­فر،محمد سیدی و اردشیر خزایی.چاپ اول1379 ، ویرایش پنجم،”روشهای طیف­سنجی در شیمی آلی”،انتشارات نوپردازان

[47] Arpagaus, C., Rossi, A., & Rudolf von Rohr, P.; Short-time plasma surface modification of HDPE powder in a plasma downer reactor–process, wettability improvement and ageing effects. Applied Surface Science,(2005):15(1581-1595)

[48] Pratt, C. M., Barton, S., McGonigle, E., Kishi, M., & Foot, P. J. S.; The effect of ionising radiation on poly (methyl methacrylate) used in intraocular lenses. Polymer degradation and stability,(2006):3(2315-2317)

[49] Yager, K. G., & Barrett, C. J.; Azobenzene Polymers for Photonic Applications. Smart Light-Responsive Materials,(2009):5(42-46)

[50] Schönhoff, M., Mertesdorf, M., & Lösche, M.; Mechanism of photoreorientation of azobenzene dyes in molecular films. The Journal of Physical Chemistry,(1996):8(7558-7565)

[51] Bettencourt, A., & Almeida, A. J.; Poly (methyl methacrylate) particulate carriers in drug delivery. Journal of microencapsulation,(2012):15(353-367).