GARGANCIUC D

Documente similare
NASTAS R

Microsoft Word - Curs07

TOTUL DESPRE LOTO SPECIAL 6/49 NOROC

1

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREŞTI FACULTATEA de CHIMIE APLICATĂ ŞI ŞTIINŢA MATERIALELOR Strada Gh. Polizu, nr. 1-7, sector 1, , Bucureşti,

TOXICOLOGIE ORGANICĂ Sem. II Lector dr. Adriana Urdă Curs 5. Biotransformarea compușilor organici prin reacții metabolice (continuare). Reac

OFICIUL DE STAT PENTRU INVENTII SI MARCI str. Ion Ghica 5 sect 3 Bucuresti - Cod ROMÂNIA Telefon: ;

E_d_chimie_anorganica_2019_bar_model_LRO

rft4_2007.qxp

T1_BAC

Microsoft PowerPoint - C10_ALCHENE_2.ppt [Compatibility Mode]

Metodă nouă de separare a compuşilor enantiopuri utilizând anticorpi selectivi

fcic_admitere2017_chimie_organica_ro

ANEXA nr. 3 la metodologie FIŞA DISCIPLINEI 1. Date despre program 1.1 Instituţia de învăţământ superior Universitatea Dunărea de Jos Galaţi 1.2 Facul

Microsoft Word - Ghid Met prelev.doc

Acizi grași Acizii grași au în moleculă o catenă liniară cu un număr par de atomi de carbon ( n 4 ). Acizii grași saturați conțin numai legături simpl

Microsoft Word - Curs08

Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor magnetice, structurale si morfologice si dinamicii de spin in micro si nanostructuri

E_d_chimie_organica_2019_bar_model_LRO

tmp

Curs 02 Strategii in Sinteza Organica Cuprins I.2. Interconversia grupelor functionale (IGF) I.3. Mecanismul SE arom I.4. Orientarea

Microsoft Word - Curs07

GUVERNUL ROMÂNIEI

conferinta bursa.vp

PANTARHIT RC572 (FM) Page 1 of 5 Fisa de securitate in conformitate cu 1907/2006/EC, Articolul Identificarea substantei/preparatului si a societ

Microsoft Word - PN204 - Raport faza 1 _site.doc

Teoria legăturii chimice a evoluat paralel cu dezvoltarea chimiei: J.J. Berzelius a pus bazele legăturii ionice, A.M. Butlerov (1861) introduce, pentr

Microsoft Word - Curs10

1

UNIVERSITATEA DE VEST DIN TIMIȘOARA FACULTATEA DE FIZICA CONCURSUL NAȚIONAL DE FIZICĂ CONSTANTIN SĂLCEANU 30 MARTIE 2019 Sunt obligatorii toate subiec

Lucrare de laborator CHIMIE 2 : Determinarea ph-ului. LUCRARE DE LABORATOR NR. 1 DETERMINAREA ph-ului NUMELE STUDENTULUI/ANUL/GRUPA DATA EFECTUĂRII ph

FISA CU DATE DE SECURITATE conf Regulament CE nr 1907/2006 COMPO Fertilizator betisoare universal Ver. 1 0 Rev: Identificarea substantei/pr

LICEUL DE CREATIVITATE ŞI INVENTICĂ PROMETEU-PRIM CONCURSUL DE CHIMIE ichemist Ediția a V-a, 17 noiembrie 2018 CODUL lucrării: Clasa a IX-a Timp de lu

PRINCIPALELE REZULTATE OBTINUTE

08-ppt-2018-capac

UNIVERSITATEA DIN BUCUREŞTI FACULTATEA DE CHIMIE PLAN DE ÎNVĂŢĂMÂNT pentru CICLUL I - STUDII UNIVERSITARE DE LICENŢĂ PROMOȚIA Domeniul de li

Institutul de Cercetări în Chimie Raluca Ripan Cluj-Napoca Tel: ; int 6489 Fax: Laboratorul Compusi Anorganici Dr. Laura MUREȘAN

Monitorul Oficial Partea I

Monitorul Oficial Partea I

Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi din Iași Facutatea de Electronică, Telecomunicații și Tehnologia Informației Referat MEMS Microsenzori de accele

AHU Cel mai avansat produs de climatizare: alimentat direct şi indirect Mark a dezvoltat o gamă de unităţi de tratare a aerului cu mai multe opţiuni p

GS1 - Brosura Revolutia GS1 DataBar A4

Sika Igolflex® N

Aminoacizi Aminoacizii sunt compuși organici naturali cu funcțiune mixtă, ce conțin în molecula lor grupări amino și grupări carboxil. Denumirea amino

MasterFlow 4800

Microsoft Word - Curs02

Curs7_Lipide

Microsoft Word - 2 Filtre neliniare.doc

Calitate aer comprimat Masurarea calitatii aerului comprimat conform ISO 8573 Continut de ulei rezidual - particule - umezeala Masurare continut ulei

Detector Beltronics Vector 975 R manual

FIŞA DISCIPLINEI 1. Date despre program 1.1 Instituţia de învăţământ superior Universitatea de Vest din Timişoara 1.2 Facultatea / Departamentul Chimi

Microsoft PowerPoint - 20x_.ppt

FIŞA DISCIPLINEI

FIȘĂ CU DATE DE SIGURANȚĂ pagina 1/5 SHOFU BLOCK HC SHOFU DISK HC Dată imprimare: 5 ianuarie 2017 SECȚIUNEA 1. Identificarea substanței/amestecului și

Microsoft Word - User Manual in Romania-revised_YAMATO_.doc

Mărci

SKF005_RO_customer.indd

1

Laborator 2

PARTEA I Anul IX Ñ Nr. 141 LEGI, DECRETE, HOTÃRÂRI ªI ALTE ACTE Luni, 7 iulie 1997 SUMAR Nr. Pagina Nr. Pagina LEGI ªI DECRETE 109. Ñ Lege privind org

Raport stiintific si tehnic Etapa 3 Semafor inteligent cu tehnologie LED pentru creșterea siguranței transportului feroviar SEMALED Semafor inteligent

Revista forumul judecatorilor finala.pmd

Raport stiintific

Microsoft Word - FiltrareaNyquist-rezumat.doc

Sistemele de placãri ceramice ºi hidroizolaþiile sub placãri

CONDUCEREA AUTOMATĂ A INSTALAŢIILOR SOLARE CU SUSŢINERE PENTRU ÎNCĂLZIRE ŞI PREPARAREA APEI CALDE MENAJERE Popescu Daniel, conf. univ. dr. ing., Unive

ASDN

ep0126

Ministerul Educaţiei şi Cercetării

Microsoft Word - Instructiuni montaj si utilizare CRH6.doc

Microsoft Word sc04_Cuprins.doc

AF final.qxd

14 Impact economic Program Sibiu

Barometrul calitatii educatie_ final.qxp

Microsoft Word - DCE - lucrarea 5.doc

FIŞA DISCIPLINEI ANEXA nr. 3 la metodologie 1. Date despre program 1.1 Instituţia de învăţământ superior Universitatea Dunarea de Jos din Galati 1.2 F

Indicaþii importante N91 ºi N91 8GB obiºnuit Nokia PC Suite (în special Nokia Audio Manager) Nokia PC Suite este optimizat pentru administrarea datelo

Schema nr

01.cdr

<FEFF004A >

FISA CU DATE DE SECURITATE BREEZE LEMON Pagina: 1 Data completarii: 01/08/2008 Revizuire: 08/02/2012 Nr. revizie: 3 Sectiunea 1: Identificarea substan

untitled

Microsoft Word - Curs09

FIŞA DISCIPLINEI 1. Date despre program 1.1 Instituţia de învăţământ superior Universitatea de Vest din Timişoara 1.2 Facultatea / Departamentul Facul

Data revizuirii: Revizuire: 4 Înlocuieşte data: FIŞA CU DATE DE SECURITATE INSULCAST RTVS Part B SECŢIUNEA 1: Identificar

Nu-i e bine ţării noastre

RAPORT FINAL Perioada de implementare: CU TITLUL: Analiza și testarea distribuției câmpului electric la izolatoare din materiale compozite p

MD-2045, CHIŞINĂU, STR

V3N1-II-3

Fişa cu date de siguran 4400 S. Kildare, Chicago, Illinois USA Tel: Fax: SOLU IE CUR AT S

FILTRE DE REALIZARE CU CIRCUITE DE INTEGRARE

AEL_Produs_ro_final1.indd

ZIAR 9 din 2008

Sicherheitsdatenblatt MM (RO)

Investeşte în oameni ! FONDUL SOCIAL EUROPEAN Programul Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – Axa prioritară nr. 1 „

Profesor universitar doctor inginer Costache DRUŢU Memoriu de activitate A absolvit Facultatea de Mecanică a Institutului Politehnic Iaşi, secţia Tehn

Transcriere:

Funcþionalizarea polimerilor de tipul polisulfonei ºi polifenilenoxidului pentru realizarea unor membrane cu afinitate DANA GARGANCIUC 1 *, GHEORGHE BÃTRÎNESCU 2, GHEORGHE NECHIFOR 3, MIHAELA OLTEANU 4 1 Agenþia Regionalã pentru Protecþia Mediului, Str. Al. Borneanu, Nr.4, 060758, Bucureºti, România 2 Institutul Naþional de Cercetare Dezvoltare pentru Ecologie Industrialã, ªos. Panduri, Nr. 90-92, 050663, Bucureºti, Romania 3 Universitatea Politehnica Bucureºti, Facultatea Chimie Aplicatã ºi ªtiinþa Materialelor, Str. Polizu, Nr. 1-7, 011061, Bucureºti, Romania 4 Universitatea Bucureºti, Facultatea de Chimie, Bd. Regina Elisabeta, Nr. 4-12, 030018,Bucureºti, România Literature relates the membrane modification as a way to obtain affinity membranes having new mechanical and physical-chemical properties, specific to each application. One of the most used technique for the modification of the membrane characteristics consists of grafting the different reactive functions on polymeric chain: -COOH, NH 2, -SO 3 H, -X, -OH etc. This paper offers an original variant for preparation of modified polysulphone by Friedel-Crafts acylation and the obtaining of brominated polyphenileneoxide. Keywords: polysulphone, polyphenileneoxide, reactive functions, acylation, bromination Un prim pas în vederea obþinerii unei membrane cu afinitate o reprezintã introducerea grupelor funcþionale în matricea polimericã din care se va constitui membrana [1]. Un material ideal pentru separãrile de afinitate trebuie sã îndeplineascã în acelaºi timp o serie de condiþii legate de afinitatea ridicatã faþã de ligand, disponibilitatea grupãrilor reactive pentru reacþii directe cu grupãrile libere din compusul care trebuie separat, lipsa de toxicitate, preþ scãzut. Funcþionalizarea este dependentã de reactivitatea chimicã a polimerului de bazã, fiind posibile procese cum ar fi: introducerea unor grupãri funcþionale, convertirea grupãrilor funcþionale existente sau chiar grefarea unor noi polimeri [2]. Introducerea grupãrilor funcþionale ºi ulterior ataºarea liganzilor cu specificitate, pe centrele active create, prezintã un interes deosebit pentru realizarea sistemelor cu afinitate. Odatã ce materialul polimeric este selectat, se activeazã prin introducerea unor grupe funcþionale în matrice, pentru a o face reactivã faþã de grupele liganzilor care intervin în separarea de afinitate. În utilizarea polimerilor ca materiale membranare corelarea structurã / proprietãþi (permeabilitate, afinitate chimicã specificã, porozitate) reprezintã un aspect important. O categorie importantã de grupe reactive este reprezentatã de cele de tipul: -R-COOH, -COOR, -Ar- COOH, -CH 2 Br. Acestea pot fi introduse în structura polimerului prin reacþii de acilare de tip Friedel-Crafts, respectiv prin substituþie radicalicã în catena lateralã [3,4]. Prin tehnica de funcþionalizare chimicã proprietãþile mecanice ale membranei polimerice nu sunt afectate; în plus, membrana capãtã un caracter hidrofil, care creºte cu gradul de substituþie al polimerului. Datele de literaturã referitoare la acest subiect aratã faptul cã aceste membrane au proprietãþi superioare din punct de vedere al capacitãþii de a fixa diverºi liganzi, ducând la creºterea performanþelor de separare prin ultrafiltrare de afinitate [5-7]. Lucrarea prezintã sintezele unor materiale polimerice (polisulfonã acilatã ºi polifenilenoxid bromurat) care sã conducã la obþinerea de membrane cu grupe funcþionale active. Spre deosebire de lucrãri similare citate în literatura de specialitate, noutatea celor prezentate în materialul de faþã constã în stabilirea unor condiþii de lucru care au * email: dani_garganciuc@yahoo.com condus la obþinerea de suporturi activate cu grad ridicat de funcþionalizare. Parte experimentalã Materiale utilizate -Polisulfonã (PSF) ULTRASON (S3010 BASF Germania): M-36.000 g/mol, densitate1,24 g/cm 3, conþinut de apã 0,8% la 23 C. -Anhidridã maleicã pentru sintezã (Merck): densitate specificã 1,32 g/cm 3 la 55 C, p.t. 51-53 C, p.f. 200 C. -Anhidridã ftalicã pentru sintezã (Merck): p.t. 129-132 C, p.f. 285 C. -Cloroformiat de etil pentru sintezã (Merck): densitate specificã 1,14 g/cm 3 la 20 C ; p.t. 81 C, punct de fierbere 94 C. -Clorurã de aluminiu anhidrã pentru sintezã (Merck): puritate > 98%; p.t. 180-181 C (sublimare); densitate specificã 2,44 g/cm 3 la 20 C. -Polifenilenoxid (PPO) - Centrul de Cercetãri pentru Materiale Plastice Bucureºti: pulbere alb-gãlbuie, temperaturã de tranziþie vitroasã (T g )-195-210 C. -N-bromsuccinimidã de sintezã (Merck): masã molarã 178 g/mol, puritate: > 99%, temperaturã de topire 174-179 C (descompunere). -Azo-izo-butironitril de sintezã (Merck): masã molarã 164,2 g/mol, puritate 98%, densitate specificã 1,11 g/cm 3 la 20 C, p.t. 102-105 C (descompunere). -Tetraclorurã de carbon anhidrã (Oltchim Rm.Vâlcea). Metode Polisulfona a fost funcþionalizatã prin acilãri Friedel- Crafts, iar modificarea polifenilenoxidului a decurs prin bromurare radicalicã la catena lateralã. Compuºii acilaþi au fost caracterizaþi structural pentru evidenþierea grupãrilor funcþionale prin spectroscopie în IR ºi RMN. Polifenilenoxidul bromurat a fost caracterizat prin spectroscopie RMN, care oferã date referitoare la gradul de bromurare ºi poziþia bromului fixat, precum ºi prin determinarea timpului de gelifiere, care pune în evidenþã reactivitatea radicalilor -CH 2 Br din lanþul polimeric. Mod de lucru Sinteza polisulfonei modificate a avut loc într-o instalaþie de laborator formatã din balon de reacþie cu trei gâturi, MATERIALE PLASTICE 45 Nr. 1 2008 29

prevãzut cu refrigerent ascendent, agitator mecanic ºi pâlnie de picurare. Agentul de acilare fin mojarat se suspensioneazã sub agitare în clorurã de metilen deshidratatã, dupã care se introduce clorura de aluminiu anhidrã necesarã desfãºurãrii procesului. Se adaugã în mod continuu, sub agitare, polisulfonã dizolvatã în diclormetan, cu un debit de 1 1,2 cm 3 /min. Amestecul de reacþie se încãlzeºte la 40 C ºi este menþinut la reflux timp de 14 h, într-o baie termostatatã, dupã care se rãceºte ºi se supune prelucrãrii. Se îndepãrteazã solventul prin distilare, apoi amestecul de culoare brun-roºcatã este tratat cu alcool etilic la rece, într-o baie de apã cu gheaþã, când are loc precipitarea produsului de reacþie. Solidul obþinut dupã separarea precipitatului se purificã prin dizolvãri repetate în solvent, precipitãri ºi spãlãri repetate cu alcool etilic, pânã când soluþia de spãlare este limpede. Produsul uscat are aspectul unei pudre de culoare alb-gãlbuie. Reacþiile chimice de obþinere a polisulfonei cu grupãri alchil-carboxil, aril-carboxil si cu grupãri esterice sunt prezentate în figurile 1 3. Pentru fiecare din cele trei acilãri au fost efectuate câte cinci variante de sinteze în care s-au menþinut constante condiþiile de lucru, singurul parametru variabil fiind raportul molar polisulfonã (PSF) / agent de acilare / AlCl 3. Aspectele cele mai importante care s-au urmãrit în aceste sinteze, au fost: diluþia ºi omogenitatea amestecului de reacþie, adãugarea soluþiei polimerice cu debit constant, sub agitare continuã, termostatarea vasului de reacþie pentru a evita apariþia supraîncãlzirilor locale, prelucrarea adecvatã a amestecului de reacþie în scopul diminuãrii pierderilor pe parcursul etapelor ºi al obþinerii unui randament cât mai bun în substanþã purã. Bromurarea polifenilenoxidului la catena lateralã a avut loc într-un vas de reacþie din sticlã, prevãzut cu gurã de alimentare, coloanã de refluxare ºi manta de termostatare, în care s-a introdus cantitatea corespunzãtoare de tetraclorurã de carbon în care se dizolvã la cald, sub agitare, polifenilenoxidul. Dupã dizolvarea completã a polimerului se introduc iniþiatorul ºi bromsuccinimida, în una sau mai multe porþii. Se ridicã temperatura de reacþie pânã la refluxarea solventului, menþinându-se masa de reacþie sub agitare circa 5 h. La sfârºitul procesului se separã prin filtrare succinimida rezultatã, iar soluþia polimericã este supusã operaþiei de desolventare. Eliminarea solventului din mediul de reacþie filtrat se realizeazã prin injectarea acestuia în apã cu temperatura de minim 85 C, tetraclorura evaporatã fiind recuperatã prin condensarea vaporilor acesteia într-un refrigerent. Se obþine astfel polifenilenoxid bromurat sub formã de fulgi de culoare alb-gãlbuie. Produsul solid obþinut este uscat ºi apoi se utilizeazã la realizarea membranelor. Schema reacþiei de bromurare este prezentatã în figura 4. Fig. 1. Activarea polisulfonei prin acilare cu anhidridã maleicã 30 Fig 2. Activarea polisulfonei prin acilare cu anhidridã ftalicã Fig.3. Activarea polisulfonei prin acilare cu cloroformiat de etil Fig. 4. Reacþia de bromurare radicalicã a polifenilenoxidului Pe parcursul experimentelor s-a urmãrit obþinerea unui produs bromurat cu preponderenþã la o singurã grupare metil, prin schimbarea raportului molar polimer : N- bromsuccinimidã. Au fost efectuate patru seturi de experimente în cadrul cãrora s-a studiat influenþa raportului molar dintre polimer ºi reactanþi, precum ºi modalitatea de adãugare a reactanþilor în masa de reacþie, asupra gradului ºi modului de bromurare a polifenilenoxidului. În toate sintezele efectuate, pornind de la datele de literaturã ºi de la specificitatea reacþiilor radicalice, raportul molar dintre reactantul bromsuccinimidã ºi iniþiatorul azo-izobutironitril a fost menþinut constant la valoarea de 1 / 0,05. Rezultate si discuþii Procesele de funcþionalizare a polisulfonei au fost urmãrite prin determinarea randamentului în produsul de acilare (tabelele 1-3). Aºa cum reiese din datele prezentate, creºterea raportului molar polisulfonã / agent de acilare / clorurã de aluminiu (între ultimii doi compuºi menþinându-se un MATERIALE PLASTICE 45 Nr. 1 2008

Tabelul 1 REZULTATE EXPERIMENTALE LA ACILAREA POLISULFONEI CU ANHIDRIDÃ MALEICÃ Tabelul 2 REZULTATE EXPERIMENTALE LA ACILAREA POLISULFONEI CU ANHIDRIDÃ FTALICÃ Tabelul 3 REZULTATE EXPERIMENTALE LA ACILAREA POLISULFONEI CU CLOROFORMIAT DE ETIL raport constant de 1 / 1,2) duce la o mãrire corespunzãtoare a randamentului pânã la o anumitã valoare, dupã care variaþia acestuia devine nesemnificativã. Explicaþia constã în faptul cã pe mãsurã ce creºte cantitatea de reactanþi ºi catalizator are loc ºi mãrirea vîscozitãþii masei de reacþie. Din acest motiv procesul devine neuniform la valori prea mari corespunzãtoare reactanþilor ºi catalizatorului. În plus, creºte riscul de scãpare de sub control a reacþiei ca urmare a accelerãrii acesteia. Astfel cã rapoartele optime pentru activarea polisulfonei prin reacþii de acilare sunt: acilare cu anhidridã maleicã: 1/ 2,5 / 3 η optim =58,2 % acilare cu anhidridã ftalicã: 1/2,75/3,3 η optim = 89,7 % acilare cu cloroformiat de etil:1/2,25/ 2,7 η optim =38,5 % Datele de spectroscopie în IR pentru polimerul modificat prin acilare cu anhidridã maleicã (PSF-AM), înregistrate în cloroform deuterat, indicã urmãtoarele: existã o bandã caracteristicã grupei aril-co la 1670 cm -1 ; datoritã conjugãrii acesteia cu dubla legãturã -C=C- apare o scãdere de 20 de unitãþi de la frecvenþa de referinþã de 1690cm -1 ; benzile din zona de 2800 3200 cm -1 sunt caracteristice grupei carboxil; banda caracteristicã dublei legãturi apare în zona corespunzãtoare frecvenþei de circa 1650 cm -1, dar este de intensitate medie sau micã ºi poate fi mascatã de benzile specifice grupei carbonil. Spectrul IR al polisulfonei acilate cu anhidridã ftalicã (PSF-AF) prezintã benzi caracteristice la 1650-1700 cm -1 specifice grupãrilor carbonil din secvenþa aril-co-aril ºi o bandã largã între 2800-3200 cm -1 atribuitã grupãrii carboxil. În spectrul IR al polisulfonei activate cu grupe esterice de tipul formiat de etil (PSF-FE) se disting picuri caracteristice grupei aril-co la 1650 1700 cm -1 iar în zona 1000 1100 cm -1 apare un semnal atribuit legãturii C-OR din grupa estericã grefatã. Existenþa semnalelor corespunzãtoare grupãrilor acil în spectrele IR demonstreazã legarea acestora de lanþul polimeric al polisulfonei. Rezultatele obþinute din spectrele RMN sunt interpretate pornind de la calculul aditiv al deplasãrilor chimice pentru protoni aromatici, dat de formula: δh i = 7,26 + ΣZ i, unde Z i reprezintã deplasãrile induse de substituent în poziþiile 2,3 ºi respectiv 4 faþã de acesta. În cazul polimerilor modificaþi obþinuþi, datele referitoare la substituenþii care apar ºi deplasãrile pe care aceºtia le induc sunt prezentate în tabelul 4. Toate deplasãrile picurilor înregistrate pentru toþi cei trei polimeri modificaþi pun în evidenþã grefarea grupãrilor acil corespunzãtoare în lanþul polimeric. Polifenilenoxidul (PPO) este un polimer care, datoritã caracteristicilor sale, se utilizeazã rar la prepararea de membrane de micro- ºi ultrafiltrare. Structura sa chimicã poate fi modificatã atât prin reacþii heterolitice la nucleul aromatic, cât ºi prin reactii homolitice la grupãrile metil. Dintre cele douã variante de modificare prezintã un interes deosebit pentru obþinerea unui polimer activat introducerea atomilor de halogen (Cl sau Br) la grupãrile metil, deoarece pe aceastã cale se obþin resturi benzilice Tabelul 4 SUBSTITUENÞII DIN STRUCTURA PSF ACTIVATE ªI DEPLASÃRILE INDUSE DE ACEªTIA MATERIALE PLASTICE 45 Nr. 1 2008 31

cu reactivitate mãritã. Grupãrile legate de nucleul benzenic prin reacþii heterolitice nu sunt accesibile grupãrilor reactive din lanþul proteic al enzimelor, fie datoritã fenomenului de împiedicare stericã, fie datoritã reactivitãþilor reduse. Pentru activarea polifenilenoxidului s-a utilizat bromurarea radicalicã cu bromsuccinimidã în prezenþa unui iniþiator radicalic. Scopul a fost acela de a obþine un polimer modificat în care atomul de brom se leagã la o singurã grupare metil, acesta având structura optimã imobilizãrii enzimelor. Legarea atomilor de brom la ambele grupãri metil din secvenþa PPO sau a mai multor atomi de brom (2 sau 3) de aceeaºi grupare metil îi reduce capacitatea acestuia de a se cupla cu liganzi de afinitate datoritã fenomenelor de împiedicare stericã. Pentru atingerea scopului propus, în afara alegerii reactantului, un rol hotãrâtor îl are tipul solventului în care decurge procesul. S-au luat în studiu doi solvenþi ºi anume: cloroformul ºi tetraclorura de carbon. Primele experimente au pus în evidenþã faptul cã utilizarea cloroformului ca solvent are avantajul dizolvãrii eficiente a polifenilenoxidului ºi a produsului de reacþie, însã datoritã polaritãþii sale acesta favorizeazã ºi reacþiile heterolitice la nucleul aromatic. De asemenea succinimida se separã greu din mediul de reacþie utilizând acest solvent. Tetraclorura de carbon este un solvent nepolar, care avantajeazã reacþiile de tip homolitic în catena lateralã, însã nu dizolvã PPO decât la cald. În plus, tetraclorura de carbon dizolvã într-o mãsurã foarte micã produsul secundar de reacþie (succinimida), care poate fi separat printr-o simplã operaþie de filtrare. Un grad mai mare de bromurare se poate atinge prin alimentarea în mod continuu a reactanþilor în mediul de reacþie. Acest lucru este dificil de realizat deoarece atât bromsuccinimida cât ºi azo-izo-butironitrilul sunt în formã de pulbere ºi nu se solubilizeazã în solventul utilizat. În toate experimentele efectuate reactanþii au fost introduºi prin suspendarea lor într-o cantitate micã de tetraclorurã de carbon. Într-un prim set de sinteze, studiul a fost efectuat pentru 4 rapoarte molare diferite, reactanþii fiind adãugaþi într-o singurã porþie, dupã dizolvarea polimerului. Cele patru rapoarte molare au fost stabilite în jurul raportului teoretic (stoechiometric) de 1/1 între PPO ºi bromsuccinimidã, valoare corespunzãtoare bromurãrii unei singure grupãri metil din catena lateralã. Rezultatele obþinute sunt prezentate în tabelul 5. NBS - N-bromsuccinimida; PPO - polifenilenoxid; AIBN - azo-bis-izobutironitril În cele patru experimente efectuate reacþia a decurs violent ºi a fost greu de controlat, ducând la formarea unor proporþii mari de grupãri metil dibromurate. Rezultatele obþinute pun în evidenþã faptul cã odatã cu creºterea conþinutului de PPO în masa de reacþie are loc ºi o creºtere corespunzatoare a gradului de bromurare prin introducerea unui singur atom de brom la grupãrile metil ºi scade procentul de grupãri metil dibromurate. Reactivitatea polimerilor bromuraþi obþinuþi, pusã în evidenþã de timpul de gelifiere, este în concordanþã cu gradul de bromurare. În experimentul E1, unde masa de reacþie este mai diluatã, sunt favorizate reacþiile de dibromurare, datoritã numãrului mare de radicali liberi puºi în libertate de reactanþi. Când cantitatea de substrat este mai mare (E4), creºte probabilitatea de legare a radicalilor liberi o singurã datã la grupãrile CH 3. În al doilea set de experimente s-a urmãrit diminuarea numãrului de radicali liberi existenþi la un moment dat în masa de reacþie prin adaugarea reactanþilor (NBS + AIBN) în douã porþii egale, pãstrânduse aceleaºi rapoarte molare din primul set de experimente. În acest set de experimente s-au înregistrat valori mai mari ale gradului de bromurare, cu precãdere în forma CH 2 Br. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 6. S-a constatat cã un conþinut mai mare de PPO în masa de reacþie duce la diminuarea conþinutului de compuºi dibromuraþi la acelaºi radical metil. Astfel, în cel de-al treilea set de experimente s-a crescut progresiv cantitatea de polimer în masa de reacþie în scopul reducerii conþinutului de compuºi dibromuraþi. Cantitatea corespunzãtoare de reactanþi a fost divizatã în 3 porþiuni egale, adaugate la un interval de timp suficient pentru definitivarea reacþiei. Rezultatele obþinute sunt prezentate în tabelul 7. Un prim efect a fost desfãºurarea reacþiei în condiþii mai blânde, fãrã discontinuitãþi în masa de reacþie. În experimentul E12 masa de reacþie s-a gelifiat la adãugarea ultimei porþiuni de reactanþi, ceea ce demonstreazã cã o cantitate mult prea mare de polimer nu este de dorit. Datele înregistrate prezintã ca raport maxim polimer / NBS : 1,2 / 1. Într-un ultim set de experimente s-a pãstrat constant acest raport, iar în scopul obþinerii unui grad mai mare de bromurare, cantitatea de reactanþi a fost introdusã în 4 porþiuni egale. Rezultatele corespunzãtoare sunt redate în tabelul 8. Prin adãugarea reactanþilor în 4 porþiuni egale, durata totalã a procesului de bromurare a polifenilenoxidului se prelungeºte, reactia decurge mai lent, dar este mai selectivã prin obþinerea numai a compuºilor mono- Tabelul 5 REZULTATE OBÞINUTE ÎN SETUL 1 DE SINTEZE DE BROMURARE A PPO Tabelul 6 REZULTATE OBÞINUTE ÎN SETUL 2 DE EXPERIMENTE DE BROMURARE A PPO 32 MATERIALE PLASTICE 45 Nr. 1 2008

Tabelul 7 REZULTATE OBÞINUTE ÎN SETUL 3 DE EXPERIMENTE DE BROMURARE A PPO Tabelul 8 REZULTATE OBÞINUTE ÎN SETUL 4 DE EXPERIMENTE DE BROMURARE A PPO bromuraþi. Valoarea medie a gradului de bromurare înregistratã în experimentele E13 E18 este de 28,25%, cu o abatere maximã de 2,6%, ceea ce demonstreazã o foarte bunã reproductibilitate a metodei. Concluzii Alegerea polisulfonei pentru funcþionalizare a pornit de la frecvenþa cu care acest polimer este citat în literatura de specialitate, având proprietãþi care îl fac extrem de interesant ca material membranar: posibilitatea de a fi modificat chimic, datoritã nucleelor aromatice reactive; solubilitate bunã în solvenþii utilizaþi în mod uzual la obþinerea membranelor (solvenþi aprotici dipolari ca N- metil-pirolidona, dimetil-acetamida, dimetil-formamida, dimetil-sulfoxidul); rezistenþa bunã la acizi ºi baze precum ºi la alþi agenþi chimici pe un domeniu larg de ph, la oxidare ºi la solicitãri mecanice ºi termice; temperatura tranziþiei stãrii sticloase destul de mare (Tg = 190 C); absenþa cristalinitãþii. De asemenea polifenilenoxidul prezintã o serie de avantaje: reactivitatea grupãrilor metil; solubilitatea bunã în solvenþii uzuali folosiþi la prepararea membranelor; rezistenþa bunã la contactul cu diferiþi agenþi chimici ºi la solicitãri mecanice. Aºa cum reiese din datele prezentate, creºterea raportului molar polisulfonã / agent de acilare / clorurã de aluminiu (între ultimii doi compuºi menþinându-se un raport constant de 1 / 1,2) duce la o mãrire corespunzãtoare a randamentului pânã la o anumitã valoare, dupã care variaþia acestuia devine nesemnificativã. S-a stabilit astfel cã pe mãsurã ce creºte cantitatea de reactanþi ºi catalizator are loc ºi mãrirea vîscozitãþii masei de reacþie. Rezultatele înregistrate la bromurarea polifenilenoxidului aratã cã mãrirea cantitãþii de PPO în masa de reacþie simultan cu divizarea cantitãþii de reactanþi în mai multe porþiuni duce la dispariþia compuºilor dibromuraþi ºi la creºterea gradului de bromurare la grupãrile -CH 2 Br. Ca urmare a rezultatelor obþinute se considerã optimã varianta în care raportul molar între componenþii PPO / NBS / AIBN este de 1,2 / 1 / 0,05, iar reactanþii se adaugã în patru porþiuni egale. Originalitatea metodelor de funcþionalizare se referã la stabilirea unor condiþii de lucru care au condus la obþinerea de suporturi activate cu grad ridicat de funcþionalizare. Bibliografie 1. ANSORGE W., STAUDE E., J. Membr. Sci. 22, 1985, p.283 2. OLTEANU M., POPESCU G., NECHIFOR GH., Rev. Roum. Chim., 39, 1994, p.623 3. BÃTRÎNESCU GH., GARGANCIUC D., STOCKEL S., MANEA C., DOCIU N., Imobilizarea Enzimelor pe Membrane Polimerice, A VIII-a Conferinþa de Chimie Fizica, Bucureºti (1996) 4. BÃTRÎNESCU GH., ROMAN G., GARGANCIUC D., POPESCU G., Membrane cu enzime imobilizate, Ed.Cartea Universitarã., ISBN(10) 973-731-372-0, ISBN (13) 978-973-731-372-0, Bucureºti 2006 5. BÃTRÎNESCU GH., ROMAN G., GARGANCIUC D., RADU M., Romanian Biological Sciences, III nr.1-2, ISSN 1584-0158, 2005, p.49 6. GARGANCIUC D., ROMAN G., BÃTRÎNESCU GH., NIÞÃ O., ALBU B.G J. Romanian Coll. Surf. Chem. Assoc., 5, nr. 1-2, 2005, p.7 7. OLTEANU M., SPIROIU M., DINESCU G., GARGANCIUC D., Lucrãrile celui de al VIII-lea Simpozion de Chimia Coloizilor ºi Suprafeþelor, Galaþi, 2-4 iunie 2005, Ed. Academica, ISBN 973-8316-84-7 Intrat în redacþie: 26.03.2007 MATERIALE PLASTICE 45 Nr. 1 2008 33