KFUPM ePrints

Synthesis and solution properties of some polysulfobetaines

Mazumder, Mohammad Abu Jafar (2003) Synthesis and solution properties of some polysulfobetaines. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
6Mb

Arabic Abstract

أنتج تفاعل ثنائي أليل أمين مع 3.1- بروبان سلتون مونمراً ذا شحنة سالبة ومزدوجة (زويتر أيون) . وقد تمت بلمرة حلقية لهذا المؤتمر في وسط مائي بوجود كلوريد الصوديوم وباستخدام رباعي بيوتيل هيدروبروكسيد كبادئ للتفاعل ، ونتج عن ذلك متضاعف سلفوبيتين (PSB) بمردود جيد جيداً ، وتم تحويل PSB بالمعالجة بهيدروكسيد الصوديوم إلى متضاعف الكتروليتي أنيوني (APE) ، وقد وجد أن APE يذوب بسهولة في الماء الخالي من الملح بينما يحتاج إحلال PSB إلى وجود أملاح ذات وزن جزيئي منخفض (مثل كلوريد الصوديوم ويؤدي البوتاسيوم في مدى 0.135 – 1.04 مكافئ) . وقد أجريت دراسة تفصيلية لخصائص محاليل PSB و APE بقياس فرق الجهد وقياسات اللزوجة ، ولقد وجد أن الثابت القاعدي للأمين يكون ظاهرياً ويتبع معادلة هندرسون – هاسيلبالتش المعدلة ، فكلما ازدادت درجة إضافة أيون الهيدروجين الموجب للبوليمر ازدادت صعوبة إضافة أيون هيدروجين موجب لنيتروجين الأمين . كذلك تمت دراسة الرسوم البيانية في نظام محلول مائي ثنائي الطور لكل من APE و PSB مع متضاعف الأيثيلين جليكول . تم تحضير مونمر خاص يحتوي سمات اليكتروليتية وزويترأيونية (أي مشحونة سالباً وموجباً) في نفس الجزيئ . وقد تمت بلمرة هذا المونمر في وسط مائي ، ونتج عن ذلك متضاعف اليكتروليتي – زوتيرأيوني (PEZ) ، كما تمت بلمرة مزدوجة لهذا المونمر مع ثاني أكسيد الكبريت في وسط ثنائي ميثيل سلفوكسايد (DMSO) باستخدام AIBN كبادئ ، وقد أجريت دراسة تفصيلية لخصائص محاليل المتضاعف الناتجة ، ووجد أن المتضاعف المنفرد والمتضاعف المزدوج كلاهما يذوبان بسهولة في الماء وهذا يشير إلى السلوك الاليكتروليتي لـ PEZ . كذلك أظهر PEZ سلوك اللزوجة للبولي الكتروليتات ، حيث تنخفض قيم اللزوجة الذاتية بزيادة القوة الأيونية لمحاليلها المائية .

English Abstract

The reaction of diallylamine with 1, 3-propanesultone led to the synthesis of the zwitterionic monomer 3-(N, N-diallylammonio) propanesulfonate. The sulfobetaine was cyclopolymerized in water in the presence of sodium chloride using t-butylhydroperoxide as an initiator to afford a polysulfobetaine (PSB) in very good yield. The PSB, upon treatment with sodium hydroxide, was converted into an anionic polyelectrolyte (APE). While the APE was found to be readily soluble in salt-free water, the PSB needed the presence of low molecular weight salts (e.g., NaCl, KI etc., in the range 0.135-1.04N) for its dissolution. The solution properties of the PSB and APE were studied in some detail by potentiometric and viscometric techniques. Basicity constant of the amine is found to be apparent and as such follow the modified Henderson-Hasselbalch equation; as the degree of protonation of the whole macromolecule increases, the protonation of the amine nitrogens becomes increasingly more difficult. The composition and phase diagram of the aqueous two-phase systems of APE/PSB and poly(ethylene glycol) (PEG) were studied. A special monomer, sodium N- (3- sulfopropyl)- 3- (N, N diallyl amino) propane sulfonate, containing the electrolytic as well as zwitterionic feature incorporated within same molecule, was synthesized. The monomer underwent free radical polymerization in aqueous medium using t-butylhydroperoxide as an initiator to give the corresponding homopolymer, poly(electrolyte-zwitterions) (PEZ). The copolymer of this electrolyte-zwitterionic monomer with sulfur dioxide was synthesized in dimethyl sulfoxide (DMSO) using azo-bis-isobutyronitile (AIBN) as an initiator. The solution properties of these polymers were discussed in detail. Both the homo and copolymer were found to be readily soluble in water; thus demonstrating the electrolytic behavior of the PEZs. The PEZs showed polyelectrolytic viscosity behavior; the intrinsic viscosity values decreased by increasing the ionic strength of its aqueous solutions.



Item Type:Thesis (Masters)
Date:May 2003
Date Type:Completion
Subjects:Chemistry
Divisions:College Of Sciences > Chemistry Dept
Creators:Mazumder, Mohammad Abu Jafar
Committee Advisor:Ali, Shaikh Asrof
Committee Members:Wazeer, M. I. M. and Al-Muallem, Hasan A.
ID Code:10161
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 16:58
Last Modified:25 Apr 2011 10:23

Repository Staff Only: item control page