پلی پروپیلن یکی از پلیمر های پر مصرف در دنیای امروز می باشد. در بسیاری از موارد نیاز به چسبندگی و رنگ آمیزی محصولات پلی پروپیلنی می باشد، اما به علت ماهیت غیر قطبی این پلیمر خواص چسبندگی آن مناسب نیست. به همین دلیل روش های متفاوتی برای اصلاح سطح پلی پروپیلن به کار برده می شود، که در اغلب آن ها سعی در ایجاد گروه های قطبی بر روی سطح پلیمر می باشد. یکی از روش های اصلاح سطح پلیمر ها تخلیه الکتریکی (کرونا) می باشد، که به طور گسترده ای در اصلاح سطح فیلم های پلیمری به کار می رود. اغلب تحقیقات انجام شده در زمینه ی کرونا، به بررسی اثر آن بر روی فیلم های پلیمری پرداخته اند، و اصلاح سطح پودر های پلیمری توسط کرونا کمتر مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این تحقیق سطح پودر های پلی پروپیلن با عبور از مقابل کرونا اصلاح شده و نتیجه ی این تغییرات در خواص توده و استحکام چسبندگی ماده، به عنوان چسب گرماذوب بررسی شده است. میزان زردی نمونه ها با استفاده از آزمون رنگ سنجی بررسی گردید. همچنین تغییرات خواص سطحی و ترشوندگی نمونه ها با استفاده از آزمون زاویه تماس مشاهده شد. در بررسی زاویه تماس و انرژی سطحی فیلم های تهیه شده از پودر اصلاح شده، مشخص شد که بعد از ذوب شدن پودر ها سطح فیلم حاصل قطبیت خود را از دست داده است. در هنگامی که این فیلم ها در تماس با محیط قطبی نیز قرار می گیرند بازآرایی مولکول ها و قطبی شدن سطح اتفاق نمی افتد. برای مشخص شدن گروه های عاملی ایجاد شده بر روی سطح پلیمر از آزمون طیف سنجی زیرقرمز استفاده شد. در این آزمون وجود گروه های کربونیل و هیدروکسیل کاملاً مشهود است. خواص توده ی ماده، مانند استحکام و مدول کششی و خواص دینامیکی مکانیکی نیز مورد آزمایش قرار گرفت. و همچنین با استفاده از روش های گرماسنجی روبشی تفاضلی و پراش اشعه ایکس ساختار های بلوری نمونه ها بررسی شد. نتایج حاصل نشان می دهد که ساختار بلوری پلیمر های اصلاح شده بعد از ذوب شدن تغییر کرده و ساختار های بلوری ?، که در پلیمر اصلاح نشده وجود ندارد، در پلیمر اصلاح شده ایجاد می شود. این تغییرات ساختاری بر روی برخی خواص توده ی ماده اثر گذار می باشد. برای بررسی نقش زنجیر های شکسته شده در هنگام اصلاح سطح بر گرانروی ماده، آزمون رئولوژی صفحات موازی انجام شد، که افت گرانروی در نمونه های اصلاح شده مشاهده نمی شود. در نهایت برای بررسی استحکام چسبندگی، از نمونه ها به عنوان چسب گرماذوب در آزمون برش لب به لب استفاده شد، و نقش عوامل مختلف بر تغییرات استحکام چسبندگی بررسی شد. استحکام چسبندگی نمونه های اصلاح شده بیشتر با افزایش تعداد دفعات عبور از مقابل کرونا افزایش یافته است.

تثبیت کربن دیوکسید (co2) به یک ترکیب آلی مناسب، یک فرایند جذّاب و مهم برای استفاده موثر از منابع کربن و رفع مشکلات زیست محیطی است. co2 می تواند به راحتی وارد حلقه اکسیرانی ترکیبات اپوکسی دار شده و کربنات حلقوی ایجاد کند. این واکنش به صورت کمّی و با استفاده از کاتالیسیت هایی مانند نمک های آمونیوم کواترنری و نمک های فلزات قلیایی به-صورت کمّی و تحت فشار محیط قابل اجرا است. واردسازیco2 به گروه های اپوکسی در یک زنجیر پلیمری نیز اجرا شده است. هدف از انجام این پروژه ، اصلاح خواص فیزیکی و مکانیکی رزین های آکریلاتی بر پایه گلیسیدیل متاکریلات از طریق تثبیت تیدیل گروه های اپوکسی به کربنات های حلقوی پنج تایی بود. امّا پیش از آن، دریافتیم که ابداع یک روش ارزان، اسان و در دسترس برای تعقیب واکنش با گروه اپوکسی و تعیین بازده تثبیت و ترکیب درصد پلیمرها ضروری است. برای رسیدن به این هدف، تعقیب واکنش تثبیت co2 به کوپلیمر متیل متاکریلات (mma)-گلیسیدیل متاکریلات(gma) با استفاده از روش های طیف سنجی (1h-nmr و ftir ) و شیمیایی (آنالیز عنصری و تیتراسیون)، انجام شد. از نقطه نظر مقایسه ای، روش 1h-nmr و تجزیه عنصری به عنوان دقیق ترین روش ها برای تعقیب فرایند واکنش تثبیت co2 شناخته شدند. از آنجایی که تیتراسیون یک روش خیلی ارزان، آسان و در دسترس می باشد، و با در نظر گرفتن جنبه تعادل قیمت به دقّت ، به عنوان مطلوب ترین روش شناخته شد. co2 با درصدهای مختلف تثبیت وارد ترپلیمر بوتیل آکریلات-متیل متاکریلات-گلیسیدیل متاکریلات (ba-mma-gma) شد و اثر بازده تثبیت co2 روی خواصّ پوشش های آکریلیک (به صورت پخت نشده و پخت شده) مطالعه شد. نتایج نشان داد که در نمونه های پخت نشده، افزایش بازده تثبیت co2 موجب افزایش tg، سختی، چسبندگی، مقاومت در برابر جذب آب، مدول و استحکام کششی شد، امّا با افت خواصّی مانند ازدیاد طول در نقط? شکست و مقاومت گرمایی همراه بود. برای فیلم های پخت شده نیز افزایش بازده تثبیت co2، سبب افزایش tg، سختی، چسبندگی و مقاومت گرمایی شد، اما پخت رزین ها باعث کاهش مقاومت در برابر جذب آب شد. همانطور که در بالا اشاره شد، واردسازیco2 به گروه های اپوکسی در یک زنجیر پلیمری و تشکیل گروه کربنات حلقوی پنج تایی اجرا شده است، ولی نیاز به مراحل متعدد بوده است. از این دیدگاه، به منظور تهیّه کوپلیمرهای دارای گروه کربنات حلقوی، یک روش سریع تر و اقتصادی تر متشکل از تثبیت co2 همزمان با کوپلیمرشدن gma با مونومرهای وینیلی (mma، ba و st) تحت جوّ co2 (فشار 1 اتمسفر)، ایجاد کردیم. سپس، خواص حرارتی کوپلیمرهای حاصل بررسی شد.

به منظور بهبود خواص پخش پذیری و همچنین افزایش برهم کنش های فیزیکی و شیمیاییِ با یک نوع پوشش بر پایه رزین اپوکسی- فنولیک، سطح نانوذرات سیلیکونی با ترکیب آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان آماده سازی گردید. تأثیر عواملی از قبیل دما، میزان آب در محیط واکنش و غلظت ترکیب سیلان دار بر میزان اصلاح سطحی نانوذرات بررسی شد. با استفاده از تکنیک های دستگاهی از قبیل: drift، tga و edxa و همچنین تعیین پایداری در دیسپرسیون آبی، هویت شناسی نانو ذرات آماده سازی شده به روش های مختلف بررسی و شرایط بهینه برای اصلاح سطحی آنها تعیین گردید. نتایج نشان داد که بیشترین و موثرترین میزان اصلاح سطحی در دمای محیط، حضور آب در محیط واکنش و غلظت 1% آمینوسیلان حاصل می شود. در مرحله ی بعد، نانوکامپوزیت های بر پایه رزین اپوکسی – فنولیک حاوی مقادیر مختلف نانوذرات اولیه و آماده سازی شده، به روش اختلاط مکانیکی و اعمال امواج فراصوتی تهیه گردید. با انجام آزمون های dmta، تعیین جذب آب، اندازه گیری استحکام چسبندگی به سطوحی آهنی، تعیین سختی و خواص حرارتی، بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت های حاوی مقادیر صفر، 1 و 2 درصد از نانوذرات آماده سازی شده، بررسی گردید. همچنین مورفولوژی و نحوه ی پخش نانوذارت در ماتریس پلیمری با استفاده از تکنیک های sem و tem بررسی شد. نتایج نشان داد که آماده سازی سطح موجب بهبود پخش پذیری نانوذرات در کامپوزیت، افزایش خواص فیزیکی و مکانیکی و بهبود استحکام چسبندگی و جذب آب نانوکامپوزیت های تهیه شده می گردد.

در این تحقیق، سطح نانوذرات سیلیکا با ترکیب تترا ایزوپروپیل اورتو تیتانات (ttip) به روش های مختلف اصلاح شد و اثر عواملی از قبیل نسبت استوکیومتری، میزان آب و ph بر مقدار پیوند خوری ترکیب تیتاناتی بر سطح نانوذرات بررسی شد. با انجام آزمون های طیف سنجی ftir، tga، tem و آنالیز عنصری، واکنش های احتمالی در سطح ذرات مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که با استفاده از نسبت استوکیومتری 4 برابر و تغییر ph در مراحل مختلف، بیشترین اصلاح سطح نانوذرات صورت می گیرد. نتایج آزمون edxa وجود tio2 در نمونه های اصلاح شده را نشان داد و همچنین نتایج آزمون xrd نیز تشکیل کریستال های آناتاز را مورد تأیید قرار داد. در تصاویر بدست آمده از تکنیکtem، افزایش تجمع ذرات پس از اصلاح سطح با ترکیب تیتاناتی، مشاهده گردید. آزمون بررسی پایداری تعلیق نانوذرات در محیط آبی نیز نشان داد که نانوذرات اصلاح شده با ترکیب تیتاناتی پایداری کمتری نسبت به سیلیکای اصلاح نشده دارند، ولی پایداری آنها نسبت به نانوذرات دی اکسید تیتانیوم بهتر می باشد. فعالیت فتوکاتالیستی نانوذرات در محمل آبی، با بررسی تخریب ماده ی رنگزای rh.b(به عنوان یک آلاینده مدل) تحت تابش پرتوهای uv بررسی شد. نتایج حاصل از طیف سنجی uv-visible نشان داد که با اصلاح سطح نانوذرات سیلیکا، خاصیت فتوکاتالیستی در نانوذرات ایجاد شده و نرخ تخریب rh.b در محلول حاوی نانوذرات اصلاح شده نسبت به نانوذرات tio2، کاهش یافته است. نانوکامپوزیت های بر پایه ی رزین اکریلی آب پایه حاوی مقادیر 1 و 2 درصد نانوذرات اولیه و اصلاح شده تهیه گردید. با انجام آزمون های کشش، dmta و سختی، خواص مکانیکی نانوکامپوزیت ها مورد بررسی قرار گرفت. همچنین نمونه پوشش های تهیه شده به مدت زمانی معین در معرض شرایط جوی تسریع شده قرار گرفت و شکل شناسی آنها با آزمون afm مورد بررسی قرار گرفت. در مجموع نتایج آزمون های فیزیکی، مکانیکی نشان داد که که استفاده از نانوذرات موجب افزایش نسبی خواص فیزیکی و مکانیکی می شود و این در حالی است که با آماده سازی نانوذرات با ترکیب تیتاناتی، تغییر چندانی در خواص مکانیکی فیلم حاوی این نانوذرات ایجاد نمی شود. به عبارتی می توان نتیجه گرفت که با آماده سازی سطح نانوذرات سیلیکا با ترکیب فوق، بدون ایجاد تأثیر زیادی بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی، می توان خواص فتوکاتالیستی را در نانوذرات سیلیکا ایجاد نمود. همچنین با افزودن نانوذرات به پوشش، درصد افزایش مجذور میانگین مربع زبری پوشش بعد از قرار گرفتن در شرایط جوی تسریع شده نسبت به پوشش بدون نانوذرات کاهش یافته است که می توان آن را به کاهش اثرات تخریبی نانوذرات فوق نسبت به نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در ماتریس پلیمری مربوط دانست.

فوم های ترکیبی موادی مهندسی هستند که از یک فاز ماتریس و یک فاز تقویت کننده یعنی میکروبالن تشکیل شده اند. با توجه به خواص بسیار مطلوب این مواد از قبیل سبکی، استحکام فشاری بالا، جذب آب پایین، ثابت دی الکتریک پایین و ... فوم های ترکیبی کاربردهای روز افزونی در صنایع مختلف به ویژه حمل و نقل و هوافضا، یافته اند. در این پژوهش با استفاده از رزین پلی استر غیر اشباع به عنوان پر مصرف ترین رزین در صنعت کامپوزیت و میکروبالن های پلی متیل متاکریلات، فوم ترکیبی تهیه شد. ضمن بررسی ریز ساختار فوم حاصله اثر کسر وزنی میکروبالن بر خواص مکانیکی، دینامیکی- مکانیکی، پایداری حرارتی، ثابت دی الکتریک فوم های ترکیبی ساخته شده و نیز پخت رزین پلی استر غیر اشباع مورد بررسی قرار گرفت. همچنین با توجه به این که افزودن نانو ذرات رس به مواد پلیمری و تهیه نانو کامپوزیت های پلیمری، باعث بهبود قابل ملاحظه خواص و تولید موادی با کیفیت بسیار بالا می گردد، در این پژوهش جهت بررسی اثر نانو رس بر خواص فوم ترکیبی، فوم های ترکیبی نانو کامپوزیتی حاوی 1، 2 و 3% وزنی نانو رس تهیه شد و اثر حضور نانو ذرات در ساختار فوم ترکیبی و نیز کسر وزنی آن، بر خواص مکانیکی، سختی، دینامیکی- مکانیکی و پایداری حرارتی فوم های ترکیبی مورد بررسی قرار گرفت و خواص نمونه های نانو کامپوزیتی با نمونه های بدون نانو ذره مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج بیانگر کاهش1/37 درصدی در دانسیته، 1/60 درصدی در استحکام فشاری، 7/ 55 درصدی در مدول فشاری و 26 درصدی در ثابت دی الکتریک، در فوم ترکیبی حاوی10 وزنی میکروبالن نسبت به رزین خالص همچنین بررسی رفتار پخت نمونه ها به روش dsc نشان داد که میکروبالن ها اثر چندانی بر پخت رزین ندارند. همچنین نتایج آزمون dmta نشان داد با افزایش درصد وزنی میکروبالن، دمای انتقال شیشه ای افزایش یافته و بیشینه ترم اتلاف کاهش می یابد. مقایسه خواص فشاری فوم های ترکیبی نانو کامپوزیتی با نمونه ها بدون نانو ذره نشان داد با افزودن نانو ذرات رس، مدول فشاری نمونه ها افزایش یافته اما استحکام فشاری وکرنش در نقطه شکست آن ها کاهش یافته است. علاوه بر این بررسی پایداری حرارتی نمونه های نانو کامپوزیتی نشان داد افزایش نانو رس پایداری فوم های ترکیبی را به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می دهد