در این تحقیق عبورپذیری گازهای اکسیژن، نیتروژن، متان و دی اکسید کربن در دو نمونه غشای پلی یورتان و نیز غشاهای پلی وینیل الکل مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بهبود خواص جداسازی گازها، ?، ? و ?- سیکلودکسترین، روتاکسین های سنتز شده از پلی اتیلن گلیکول و ?-سیکلودکسترین ، کمپلکس تهیه شده از پلی اتیلن سولفید و ?-سیکلودکسترین و نشاسته به عنوان یک مولکول گلوکزی خطی به این پلیمرها اضافه شد و اثر این ذرات بر عبورپذیری وانتخاب پذیری گازها مورد مطالعه قرار گرفت. ساختار پلی یورتان سنتز شده با روش های گرماسنج روبشی تفاضلی(dsc)، طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته هیدروژن (1hnmr) و کروماتوگرافی ژل تراوایی (gpc) مورد بررسی قرار گرفتند. عبورپذیری گازهای دی اکسیدکربن، متان، اکسیژن و نیتروژن در غشاهای تهیه شده با استفاده ازروش زمان تأخیر بررسی شدند. نتایج حاصل از آزمون های عبورپذیری گاز در غشاهای ساخته شده ازپلی یورتان خریداری شده نشان داد که استفاده از سیکلودکسترین ها بخصوص ?-سیکلودکسترین میزان عبورپذیری گاز دی اکسید کربن را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد و انتخاب پذیری co2/ch4 را تا 26/84 و انتخاب پذیری co2/o2 را تا 62/81 افزایش داد. همچنین انتخاب پذیری co2/n2 با استفاده از روتاکسین ها به بیش از مقدار 40 رسید. نتایج حاصل از آزمون های عبورپذیری گاز در غشاهای ساخته شده از پلی وینیل الکل نشان داد که استفاده از سیکلودکسترین ها میزان عبورپذیری گاز دی اکسید کربن را به میزان قابل توجهی افزایش داد و همچنین استفاده از روتاکسین ها می تواند میزان عبورپذیری گاز های اکسیژن، متان و نیتروژن را بالا ببرد، این افزایش بخصوص در گاز غیر قطبی نیتروژن از طریق ایجاد مسیرهایی به شکل نانوتیوب برای عبورگاز بسیار زیاد بود. نتایج انتخاب پذیری گازها در این غشاها نشان داد که با افزایش درصد ?-سیکلودکسترین میزان عبورپذیری گاز دی اکسید کربن کم می شود ولی انتخاب پذیری co2/ch4 تا بیش از 2800 افزایش یافت. در این تحقیق ساخت و بررسی خواص غشاهای دو لایه پلی وینیل الکل و پلی یورتان سنتز شده نیز انجام شد. خواص غشاهای دو لایه پلی وینیل الکل و پلی یورتان سنتز شده از این جهت اهمیت پیدا کرد که غشاهای حاصل بطور همزمان هم خواص مناسب پلی وینیل الکل را در جداسازی گازها دارا بود و هم خواص خوب فیزیکی مکانیکی پلی یورتان را داشت.

ذرات میانی منفذ سیلیکا دارای مساحت بسیار زیاد می باشند و به عنوان پایه کاتالیست های مختلف کاربرد زیادی دارند لذا بهبود ویژگی های ساختاری و همچنین یافتن ساختارهای جدید آن ها همواره مورد توجه بوده است. در این مطالعه نانوساختارهای جدید سیلیکا شامل mcm41 و sba16 و ذره جدیدی با نام pbs ساخته و شناسایی گردیدند. همچنین اثر کمک عامل کنترل سطح نظیر سیکلودکسترین نوع بتا و بوتانول در ساخت این ذرات، مورد بررسی قرار گرفت. حضور سیکلودکسترین نوع بتا باعث افزایش قطر حفرات و کاهش سطح ویژه می شود. اما حضور بوتانول تنها باعث بهبود مورفولوژی ذرات گردید. کاتالیست های زیگلرناتا به شکل ticl4، روی این پایه ها سنتز شدند. به منظور آشنایی با کاربرد این ذرات، سیستم پلیمریزاسیون وینیل استات انتخاب گردید. کاتالیست بر پایه mcm41 در مقایسه با پایه pbs ، فعالیت بیشتری از خود نشان داد. ساختارهای خاص mcm41 و pbs می توانند در نوع و تشکیل و رشد زنجیرهای پلیمری نقش موثری داشته باشد. با استفاده از این کاتالیست ها، پلی وینیل استات جدیدی متفاوت با پلی وینیل استات ساخته شده تا کنون بدست آمد.

در این کار ابتدا چند نمونه کمپلکس از آلفا سیکلودکسترین و پلی اتیلن گلیکول با نسبت های مختلف سنتز شده است و بهترین نمونه از نظر ساختار بلور شکل گرفته برای افزودن به ترکیب لاستیک انتخاب شده است. سپس آمیزه هایی از لاستیک استایرن ـ بوتادین و چند نوع ماده افزودنی که عبارتند از کمپلکس سنتز شده ، آلفا سیکلودکسترین و یک تیورام بر پایه پلی اتیلن سولفاید با ساختار کاملا متفاوت از دو ماده افزودنی دیگر ، با نسبت های وزنی 2 ، 5 و 8 phr از مواد افزودنی مذکور تهیه شده است. آمیزه های مذکور تحت آزمون های رئومتری ، گرماسنجی دیفرانسیلی روبشی ، آنالیز دینامیکی ـ مکانیکی و آزمون کشش تک جهته قرار گرفته و نتایج حاصله با نتایج نمونه مرجه که هیچ پرکننده ای ندارد مقایسه شده است. مواد افزودنی استفاده شده زمان اسکورچ ، حداقل گشتاور و زمان بهینه پخت را نسبت به آمیزه مرجع کاهش و شاخص سرعت پخت و افزایش طول در نقطه پارگی را افزایش می دهند. در مورد دمای انتقال شیشه ای نتایج ارائه شده است و در مورد این کمیت آمیزه های حاوی کمپلکس و آلفا سیکلودکسترین روندی عکس آمیزه های حاوی تیورام دارند . در مورد اتلاف نیز روند مشاهده شده با روند دمای انتقال شیشه ای مطابقت دارد. نکته قابل توجه این است که در همه آمیزه های تهیه شده ، افزایش طول در نقطه شکست نسبت به آمیزه مرجع مقادیر قابل توجهی از خود نشان میدهد.

چکیده: در این مطالعه غشاهای جدا سازی گاز آمیزه ای پلی یورتان/پلی وینیل استات در حضور کوپلیمر پلورونیک با استفاده از روش تبخیر حلال تهیه گردیدند. آمیزه حاصل از تراوایی گاز دی اکسید کربن بالاتری نسبت به پلی یورتان خالص برخوردار بود. با افزایش کوپلیمر پلورونیک در محدوده 2-5/0 درصد وزنی ابعاد فاز پلی وینیل استات در آمیزه کاهش یافته ودر نتیجه تراوایی گازها افزایش یافت. با افزایش 4-2 درصد وزنی پلورونیک گزینش پذیری گازهای زوج گازهای co2/ch4 و co2/n2 افزایش یافت. نتایج تجربی تراوایی گازها با مدل تئوری افزایشی لگاریتمی پیش بینی شدند. ذرات جدید سیلیکا با استفاده از تترااتوکسی سیلان و در حضور پلی وینیل الکل وستیل تری متیل آمونیم بروماید با روش الگوگذاری عوامل سطحی تهیه شدند. ذرات سیلیکا ساخته شده از قطبیت بالاتری نسبت به ذرات سیلیکای رایج برخودار بودند. آزمون ft-ir حضور پلی وینیل الکل در ساختار ذرات را نشان داد. از ذرات ساخته در ماتریس پلی یورتان به منظور ساخت غشاهای مرکب استفاده شد. نتایج sem توزیع مناسب ذرات در ماتریس پلیمری را تایید کرد. نتایج تراوایی گازها نشان داد که با افزایش ذرات در غشاهای پلیمری، حلالیت گازهای مورد مطالعه افزایش و نفوذپذیری آنها کاهش می یابد. این تغییرات نتیجتا افزایش تراوایی گازدی اکسید کربن را به دنبال داشت. در غشاهای حاوی ذرات، افزایش در گزینش پذیری زوج گازهای co2/ch4 و co2/n2 مشاهده گردید. نتایج تجربی تراوایی با مدل ارائه شده بر اساس حلالیت ونفوذ بررسی گردید. ذرات مزوپور سیلیکا با ساختارهای مختلف mcm-41،mcm-48 و sba-16 تهیه شدند. این ذرات با آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان اصلاح شیمیایی شدند و در ساخت غشاهای مرکب با پلی یورتان به کار گرفته شدند. نتایج ft-ir وجود پیوند هیدروژنی بین سطح ذرات سیلیکا و گروه های یورتان را تایید کرد. افزایش ذرات مزوپور به ماتریس پلی یورتان منجر به افزایش دمای انتقال شیشه ای و پایداری حرارتی در آن گردید. با افزایش ذرات مزوپور حلالیت، نفوذ و تراوایی گازها در غشاهای مرکب افزایش یافت. نتایج تجربی با مدل ارائه شده بر اساس حلالیت ونفوذ بررسی گردید.

از جمله مونومرهایی که در پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم بسیار موفق عمل کرده و در ساخت کوپلیمرهای قطعه‏ای مورد استفاده قرار گرفته است، می‏توان به وینیل ‏استات اشاره کرد که به دلیل واکنش‏پذیری پایین، در سایر روش‏های پلیمریزاسیون موفق نبوده است. وینیل ‏استات ابتدا در واکنش تلومریزاسیون رادیکالی به پلی‏وینیل استات با عامل انتهایی کلر تبدیل شده و به عنوان ماکروآغازگر مورد استفاده قرار می‏گیرد. در این تحقیق، ابتدا پلیمریزاسیون رادیکالی آزاد وینیل ‏استات در حضور کاتالیزور‏های مختلف کبالت ‏استیل‏استونات ( )، کلرید روی ( )، کلرید قلع ( ) و ذرات برپایه کلرید تیتانیوم با تکیه‎گاه ذرات جدید (mcm- , spb) در دما و زمان‏های مختلف به منظور یافتن شرایط بهینه پلیمریزاسیون وینیل استات انجام شد، که نتایج حاصل از پلیمریزاسیون نشان داد که پلیمریزاسیون در حضور کبالت ‏استیل‏استونات به صورت کنترل شده با توزیع وزن مولکولی باریک پیش می‏رود که به دلیل نقش رادیکال پایدار کبالت ‏استیل‏استونات می‏باشد، اما پلیمریزاسیون در حضور کلرید روی و کلرید قلع به صورت رادیکالی با توزیع وزن پهن پیش می‏رود. در حضور ذرات مزوپور برپایه کلرید تیتانیوم با تکیه‏گاه ذرات mcm- و یا spb نیز پلیمریزاسیون به صورت کنترل شده پیش می‏رود. درجه شاخه‏ای شدن پلی‏وینیل ‏استات در حضور کاتالیزور کبالت استیل‏استونات با لیگاند دی‏متیل فرمامید در حدود 12%، در حضور کاتالیزور کلرید روی با لیگاند دی‏متیل ‏فرمامید 27%، در حضور کاتالیزور کلرید قلع با لیگاند دی‏متیل‏ فرمامید 46%، و در حضور ذرات مزوپور بر پایه کلرید تیتانیوم با لیگاند دی‏متیل‏ فرمامید، 4% است. با توجه به شرایط بهینه به‏دست آمده از پلیمریزاسیون وینیل ‏استات، ماکرو‏آغازگرهای پلی‏وینیل ‏استات با تلومریزاسیون رادیکالی مونومر وینیل‏ استات در حضور عامل انتقال زنجیر کلروفرم دوتره ( )و آغازگر 2و/2- آزوبیس(ایزوبوتیرونیتریل) در غیاب کاتالیزور، در حضور کاتالیزور کبالت ‏استیل‏استونات و یا کاتالیزور کلرید روی تهیه شده و ماکرو‏آغازگرهای حاصل مورد بررسی قرار گرفتند. داده‏های به‏دست آمده از طیف‏های و gpc نشان داد که در صورت استفاده از کاتالیزور کبالت‏ استیل‏استونات، مشابه پلیمریزاسیون وینیل‏ استات، تلومر حاصل دارای ساختار هم‏آرایش بوده و سامانه تلومریزاسیون حالت کنترل‏شده دارد. مقایسه داده‏های سینتیکی حاصل از تلومریزاسیون رادیکالی و تلومریزاسیون رادیکالی کنترل شده، بیانگر اثر کنترل‏کنندگی کبالت استیل‏استونات در سامانه است. پس از تهیه تلومر پلی‎‎وینیل ‏استات از دو روش تلومریزاسیون رادیکالی و تلومریزاسیون رادیکالی کنترل شده (در حضور کاتالیزور کبالت‏ استیل‏استونات)، از این تلومرها به عنوان ماکروآغازگر در پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم استایرن، متیل‏ متااکریلات و متیل‏ اکریلات در حضور کاتالیزور کلرید مس (i)/ پنتامتیل‏دی‏اتیلن‏تری‏آمین به عنوان سامانه کاتالیزور/ لیگاند در دمای c°60 استفاده شده و کوپلیمرهای قطعه‏ای حاصل با کوپلیمرهای قطعه‏ای حاصل از کارهای قبلی مقایسه شد. نتایج حاصل از بررسی کوپلیمرها بیانگر نقش مهم کبالت‏ استیل‏استونات به عنوان رادیکال پایدار و تولید کوپلیمرهایی با وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی باریک است. به منظور بررسی واکنش پلی‏دی‏متیل‏سیلوکسان با سیکلودکسترین‏ها و توانایی تشکیل درون کمپلکس و بررسی تاثیر عوامل محیطی بر ساخت این درون کمپلکس، واکنش پلی‏دی‏متیل‏سیلوکسان با ?-سیکلودکسترین در شرایط مختلف زمانی و دمایی، در شرایط مختلف اختلاط ‏(بدون حضور نور و همزن، در حضور نور و همزن و در حضور همزن، تحت انرژی صوتی) مورد بررسی قرار گرفت. ساختار پلی‏روتاکسن‏های حاصل با آزمون‏های مختلف مورد بررسی قرار گرفت و اثر عوامل مختلف بر ساختار کمپلکس‏های حاصل مقایسه شد. درون ‏کمپلکس‏های حاصل از این مرحله، به عنوان مونومر در پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم آغاز شده با تلومر پلی‏وینیل ‏استات در حضور مونومرهای مختلف استفاده شده و کوپلیمرهای قطعه‏ای حاصل مورد بررسی قرار گرفتند. در قسمت بعد، ماکرو‏آغازگر پلی‏دی‏متیل‏سیلوکسان برم‏دار ساخت شده و به منظور ساخت کوپلیمرهای سه و پنج قطعه‏ای بر پایه پلی‏دی‏متیل‏سیلوکسان در پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم مونومرهای استایرن، وینیل ‏استات، متیل ‏اکریلات و متیل‏ متااکریلات در حضور کاتالیزور کلرید مس (i)/ پنتا متیل ‏دی‏اتیلن‏ تری‏آمین به عنوان سامانه کاتالیزور/ لیگاند در دمای c°60 مورد بررسی قرار گرفت. داده‏های سینتیکی سامانه پلیمریزاسیون، ساختار پلیمرهای حاصل، اثر غلظت مونومر بر وزن مولکولی و توزیع آن برای پلیمرهای حاصل نشان می‏دهد که با افزایش غلظت پلی‏دی‏متیل‏سیلوکسان، درصد تبدیل افزایش می‏باید. کوپلیمرهای پنج قطعه‏ای حاصل با تحلیل‏های ، dsc ،xrd، ftir و gpc بررسی شدند. خطی بودن نمودار تبدیل پلیمریزاسیون بر حسب زمان، دلالت بر ثابت بودن میزان رادیکال‏های درحال انتشار و ناچیز بودن واکنش‏های اختتام در سامانه پلیمریزاسیون دارد. پس از تهیه کوپلیمرهای سه و پنج قطعه‏ای و بررسی ساختار آن‏ها، به منظور ساخت کوپلیمرهای قطعه‏‏ای حساس به دما، کوپلیمرهای قطعه‏ای حاصل با ?-سیکلودکسترین واکنش داده شده و پلیمرهای قطعه‏ای حاصل با آزمایش و xrd مورد بررسی قرار گرفت، خواص آن‏ها مورد بررسی قرار گرفت و نوآوری‏های جدیدی در زمینه تهیه کوپلیمرهای برگشت‏پذیر دمایی برپایه کوپلیمرهای پنج و هفت قطعه‏ای برای مونومرهای وینیل ‏استات، متیل اکریلات، متیل متااکریلات و پلی‏فنیلن اکسید ارائه شد.

تحقیق حاضر در راستای محورهای تحقیقاتی ارائه شده در آغاز سال 2012 در زمینه ی بهبود و ارتقاء روش های پلیمریزاسیون رادیکالی کنترل شده، تعریف شد. برای این منظور امکان کنترل پلیمریزاسیون رادیکالی مونومرهایی که زنجیر رادیکالی فعال دارند و نیز امکان کنترل پلیمریزاسیون مونومرهای مزدوج (اکریلیک ها) و غیرمزدوج (پلی استرها) به عنوان دو نقطه ی قوت برای پلیمریزاسیون رادیکالی کنترل شده در حضور کبالت در نظر گرفته شد. با تکیه بر این دو ویژگی و با تلاش برای تقویت آنها در راستای پلیمریزاسیون واکنشی، تحقیقات در دو محور اصلی ادامه یافت. نخست هموپلیمریزاسیون کنترل شده ی وینیل استات و سپس کوپلیمریزاسیون کنترل شده ی آن با متیل اکریلات که در حضور کبالت استیل استونات انجام شد. انتخاب صحیح شرایط پلیمریزاسیون با در نظر گرفتن اثر پارامترهای سینتیکی و تجربی در محاسبه ی کسر زنجیرهای پایان یافته، تلاش در جهت افزایش سرعت پلیمریزاسیون از طریق افزایش ثابت سرعت انتشار به منظور حفظ کنترل پلیمریزاسیون، و انتخاب مهندسی کومونومر دوم، شرایط و شیوه کوپلیمریزاسیون، اصلی ترین فعالیت های انجام شده در این تحقیق است. در نهایت پلی وینیل استات به صورت کنترل شده در حضور کبالت استیل استونات با موفقیت سنتز شد. اثر حضور پلی وینیل استات سوسپانسیونی و روی کلراید بر سینتیک و کنترل پلیمریزاسیون مورد بررسی قرار گرفت. انجام پلیمریزاسیون در ستون پر شده از پلی وینیل استات سوسپانسیونی به عنوان روشی جدید برای رفع همزمان ناخالصی کبالت معرفی شد. کوپلیمریزاسیون وینیل استات و متیل اکریلات برای نخستین بار در حضور کبالت استیل استونات با موفقیت انجام شد. ثابت شد حضور حداقل %50 مولی وینیل استات در ترکیب خوراک، برای پیشرفت پلیمریزاسیون بصورت کنترل شده الزامی است. از کوپلیمریزاسیون واکنشی وینیل استات و متیل اکریلات در ساخت فیلم نازک ضمن کوپلیمریزاسیون استفاده شد.

در سال های اخیر، استفاده از کوپلیمرهای قطعه ای به عنوان قالب، در ساخت ذرات جدید میانی متخلخل سیلیکا بسیار مورد توجه قرارگرفته است. استفاده از کوپلیمرهای قطعه ای در مقایسه با قالب های یونی نظیر ستیل تری متیل آمونیوم برمید دارای خواصی نظیر: گروه های سیلانول بیشتر، دیواره های ضخیم تر و اندازه و حجم تخلخل بالاتری هستند. این مزایا سبب شده است که استفاده از این ذرات جدید در زمینه های مختلفی از قبیل: پایه های کاتالیزوری، ساخت غشاء و کاربردهای جدید، جایگاه ویژه ای را بدست آورد. لذا بهبود ویژگی های ساختاری و خواص سطحی این ذرات، همواره مورد توجه محققان بوده است. در این تحقیق روش سنتز جدیدی به منظور ساخت ذرات جدید spb از دو کوپلیمر قطعه ای، پلی پروپیلن گلایکول- قطعه-پلی-اتیلن گلایکول-قطعه- پلی پروپیلن گلایکول و پلی اتیلن گلایکول- قطعه- پلی پروپیلن گلایکول- قطعه- پلی اتیلن-گلایکول به عنوان قالب، در سامانه نرمال اکتان (کمک حلال)/آب، و سیکلوهگزانول به عنوان کمک عامل فعال سطح ارائه شده است. ذره spb1,2 (ساخته شده از مخلوط دو کوپلیمر قطعه ای) نسبت ذره spb1 (ساخته شده از یک کوپلیمر قطعه ای)، سطح ویژه، متوسط قطر و حجم حفرات قابل ملاحظه ای از خود نشان داد. بعلاوه، این ذره یک توزیع نرمالی از اندازه حفرات را نشان داد که این مسئله، تاثیر قابل توجه استفاده از مخلوط دو کوپلیمر قطعه ای را در کنترل پارامترهای تخلخل و توزیع اندازه حفرات از غیر نرمال به نرمال، نشان می دهد. سیکلوهگزانول به عنوان یک کمک عامل فعال سطحی بزرگ مولکول، تاتیر قابل ملاحظه ای بر مخلوط کوپلیمرهای قطعه ای برای ایجاد قالب های جدید از خود نشان داد. این کمک عامل فعال سطحی می-تواند یکنواختی، بازده، اندازه حفرات، و خواص سطحی ذرات را کنترل کند. بعلاوه، کاتالیزور های زیگلر ناتا به شکل ticl4، روی پایه های جدید ساخته شدند. به منظور کاربرد این ذرات سیستم پلیمریزاسیون پلی وینیل ا-ستات به روش پلیمریزاسیون رادیکالی زنده/کنترل شده انتخاب گردید. نتایج نشان داد که، کاتالیزور spb1,2/ticl4 در مقایسه با کاتالیزور spb1/ticl4، فعالیت بیشتری از خود نشان می دهد. بنابر این، ساختارهای خاص دو ذره جدید spb1,2و spb1 می توانند در تشکیل و رشد منظم زنجیرهای پلیمری نقش موثری داشته باشند که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است.

در این تحقیق غشاهای آمیزه ای پلی یورتان سنتز شده بر مبنای تولوئن دی ایزوسیانات، پلی تترا متیلن گلایکول و پلی دی متیل سیلوکسان به همراه پلی لوریل لاکتام-بلاک-پلی تترا هیدرو فوران با روش تبخیر حلال تهیه شدند. پلی یورتان سنتز شده و غشاهای آمیزه ای (پلی یورتان/ پلی لوریل لاکتام-بلاک-پلی تترا هیدرو فوران) توسط دستگاه های طیف سنج مادون قرمز با تبدیل فوریه(ftir)، گرماسنج روبشی تفاضلی(dsc) و میکروسکوپ الکترونی و پویشی(sem) مورد شناسایی قرار گرفتند. خواص عبورپذیری گاز غشاهای آمیزه ای را توسط گازهای اکسیژن، نیتروژن، متان، دی اکسید کربن و هلیوم مورد بررسی قرار داده شد و عبورپذیری گازهای نام برده با خواص پلیمرها ارتباط داده شد. مقایسه نتایج میزان عبورپذیری غشای پلی یورتان خالص و غشاهای آمیزه ای نشان داد که این غشاها نسبت به گاز دی اکسیدکربن بالاترین میزان عبورپذیری را دارند و نسبت به گازهای مورد آزمایش دیگر دارای کمترین میزان عبور پذیری هستند که در نتیجه این غشاها دارای بالاترین میزان انتخاب پذیری ایده آل co2/n2 و co2/ch4هستند. غشای آمیزهای با 20 % وزنی از پلی لوریل لاکتام-بلاک-پلی تترا هیدرو فوران دارای بیشترین عبورپذیری نسبت به گاز دی اکسید کربن (?105 بارر) بود. در میان غشاهای آمیزه ای با 5-20% وزنی از پلی لوریل لاکتام-بلاک-پلی تترا هیدرو فوران افزایش میزان انتخاب پذیری جفت گازهای co2/ch4 تا حدود 10 و co2/n2 تا حدود 52 مشاهده شد. داده های تجربی عبورپذیری غشاهای آمیزه ای با داده های عبورپذیری محاسبه شده بر اساس مدل لگاریتمی افزایشی بهبود یافته مقایسه شد. کلیدواژه ها: جداسازی گاز، غشا، پلی یورتان، پلی لوریل لاکتام-بلاک-پلی تترا هیدرو فوران.

پلیمر¬های آروماتیک اتری مانند پلی¬فنیلن¬اکسید، پلی¬اترکتون، پلی¬اترسولفون و پلی¬اترایمید بدلیل پایداری شیمیایی و حرارتی بالا، اشتعال¬پذیری پائین و غیره به عنوان پلیمرهای گرمانرم مهندسی مورد توجه قرار گرفتند. دراین پایان¬نامه سنتز پلیمر و کوپلیمر آروماتیک اتری از مونومر 4-برومو2و6-دی¬متیل¬فنول(bdmp) با استفاده از کاتالیست کبالت(ii) استیل استونات مورد بررسی قرار گرفت. پلیمر شدن آنیونی منجر به سنتز پلی اتر آروماتیکی جدیدی به¬نام پلی¬فنول¬فنیلن-اکسید شد. از کوپلیمر شدن آنیونی 4-برومو-2و6-دی¬متیل¬فنول با 2و6-تولوئن¬دی¬ایزوسیانات (tdi) نیز کوپلیمر جدیدی (bdmp-co-tdi) حاصل گردید. با توجه به ساختار خطی کوپلیمر سنتز شده با نسبت یک¬به¬یک و مقاومت این ماده در برابر حلال¬های مختلف، خواص بلور مایع در مورد این کوپلیمر مورد بررسی قرار گرفت. کوپلیمر bdmp-co-tdi رفتار بلورمایع وابسته به تغییر دما از خود نشان داد وبنابراین این کوپلیمر را می¬توان جزو پلیمرهای بلورمایع گرماگرا درنظر گرفت. به منظور بررسی گروه¬های عاملی محصولات واکنش از طیف¬سنج مادون قرمز تبدیل فوریه و برای تعیین ساختار پلیمر و کوپلیمر بدست¬آمده از طیف¬سنج رزونانس مغناطیس هسته¬ای استفاده گردید. خواص گرمایی با استفاده از گرماسنجی روبشی تفاضلی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تعیین وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی از دستگاه کروماتوگرافی ژل¬تراوایی استفاده شد. به منظور بررسی خواص بلور مایع و تشخیص فاز نخ مانند از میکروسکوپ قطبی-نوری (پلاریزان) و برای تایید ساختار بلوری و میزان بلورینگی از پراش پرتو ایکس استفاده گردید. نتایج حاصل از بررسی خواص بلور مایع نشان داد که کوپلیمر مونومر4-برومو2و6-دی¬متیل¬فنول و 2و6-تولوئن¬دی-ایزوسیانات ((bdmp-co-tdi دارای فاز نخ مانند می¬باشد به این ترتیب می¬توان عنوان کرد که در این پژوهش یک کوپلیمر جدید با خواص بلورمایع و یک پلیمر جدید آروماتیک اتری ساخته شد.

چکیده ندارد.

توسعه پلیمریزاسیون رادیکالی زنده/ کنترل شده به منظور سنتز پلیمرهایی با ساختار و وزن مولکولی کنترل شده و توزیع باریک وزن مولکولی از مهمترین پیشرفت هایی است که در شیمی پلیمر رخ داده است. از میان سه نوع پلیمریزاسیون رادیکالی زنده/ کنترل شده، پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم یکی از موفق ترین روش ها برای پلیمری کردن انواع مونومرها در الگوی کنترل شده است. با این حال، امکان پلیمریزاسیون مونومر وینیل استات به روش پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم وجود ندارد و یکی از روش های تهیه کوپلیمر دسته ای بر پایه این مونومر، ترکیب کردن پلیمریزاسیون رادیکال آزاد معمول (یعنی تلومریزاسیون رادیکالی) و پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم است. در این تحقیق، ابتدا پلیمریزاسیون رادیکال آزاد وینیل استات در حضور کلروفرم دوتره (cdcl3) به عنوان عامل انتقال زنجیر (یا تلوژن) و 2،2- آزو بیس(ایزوبوتیرونیتریل) به عنوان آغازگر انجام شد. داده های بدست آمده از آنالیز طیف های 1h-nmr برای محاسبه پارامترهای سینتیکی نظیر ثابت سرعت تجزیه آغازگر (kd)، نسبت kp (f/kt^0.5) (که در آن kp میانگین ثابت سرعت انتشار، f کارایی آغازگر و kt میانگین ثابت سرعت اختتام هستند) و ثابت انتقال به تلوژن ( ccdcl3، که به صورت نسبت ثابت سرعت انتقال به ثابت سرعت انتشار تعریف می شود) استفاده شدند. نتایج نشان داد مقادیر kd و kp (f/kt^0.5) با تغییر غلظت حلال و دمای واکنش به طور قابل ملاحظه ای تغییر می کنند در حالیکه با تغییر غلظت آغازگر تقریباً ثابت باقی می مانند. با توجه به مقادیر ccdcl3 مستقل از غلظت حلال نتیجه گیری شد که حلال تأثیر قابل ملاحظه ای بر مقادیر kp ندارد. در نتیجه، وابستگی kp (f/kt^0.5) به غلظت حلال به تأثیر حلال بر مقادیر f و/ یا kt نسبت داده شد. در ادامه، کوپلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم استایرن و متیل متاکریلات در توده توسط کلرید مس (i)/ n،n،n،n"،n"- پنتا متیل دی اتیلن تری آمین به عنوان سامانه کاتالیزور و تلومر پلی (وینیل استات) ?- تری کلرو متیل دار به عنوان ماکروآغازگر هم در غیاب و هم در حضور خاک رس نانو انجام شد. دمای واکنش 90 درجه سانتیگراد بود. نتایج نشان داد پلیمریزاسیون مونومرهای مذکور با مشخصه زنده/ کنترل شده (یعنی با جرم مولکولی قابل پیش بینی و توزیع جرم مولکولی باریک) پیش می رود. نتایج نشان داد که نسبت های واکنش پذیری صحیح و قابل اطمینان در سامانه های پلیمریزاسیون رادیکالی زنده/ کنترل شده نظیر پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم زمانی بدست می آیند که از ترکیب کوپلیمر در تبدیل متوسط تا بالا استفاده شود. نتایج نشان داد سامانه استایرن و متیل متاکریلات از کوپلیمریزاسیون اتفاقی در غیاب خاک رس نانو به کوپلیمریزاسیون تناوبی در حضور خاک رس نانو تمایل پیدا می کند. نتایج آزمایش های انجام شده در حضور خاک رس نانو نشان داد سرعت پلیمریزاسیون متیل متاکریلات در حضور خاک رس نانو به طور چشمگیری افزایش می یابد. این افزایش در سرعت پلیمریزاسیون به فعال تر شدن پیوند دوگانه مزدوج کربن- کربن مونومر متیل متاکریلات از طریق کئوردینه شدن گروه کربونیل مونومر متیل متاکریلات با بخش هیدروکسیل (al-o-h) خاک رس نانو و نیز به تاثیر مثبت خاک رس نانو بر تعادل پویا میان (ماکرو)رادیکال های فعال و گونه های غیرفعال (یعنی افزایش غلظت ماکرورادیکال ها) نسبت داده شد. سرعت هموپلیمریزاسیون استایرن (مونومر غیر کئوردینه شونده با خاک رس نانو) در حضور خاک رس نانو اندکی کاهش یافت. این کاهش در سرعت را می توان به وارد شدن بخشی از ماکروآغازگر بین لایه های خاک رس جائیکه مونومر استایرن کافی وجود ندارد تا با ماکروآغازگر واکنش دهد نسبت داد. نانوکامپوزیت کوپلیمر دو دسته ای پلی (وینیل استات)- پلی استایرن دارای هر دو ساختار "در میان لایه ای" و "از هم گسیخته" بود در حالیکه نانوکامپوزیت کوپلیمر دو دسته ای پلی (وینیل استات)- پلی (متیل متاکریلات) ساختار "از هم گسیخته" داشت. نتایج آنالیز گرماوزن سنجی نشان داد افزایش در پایداری حرارتی نانوکامپوزیت ها در مقایسه با پلیمر خالص زمانی چشمگیر خواهد بود که لایه های خاک رس با ساختار "از هم گسیخته" در ماتریس پلیمری توزیع شوند. در نهایت، واکنش های همو- و کوپلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم استایرن و متیل اکریلات در توده در حضور کلرید مس (i)/ n،n،n،n"،n"- پنتامتیل دی اتیلن تری آمین به عنوان سامانه کاتالیست و تلومر پلی (وینیل استات) ?- تری کلرومتیل دار به عنوان ماکروآغازگر در دمای 90 درجه سانتیگراد انجام شدند تا تاثیر ماکروآغازگر و حضور خاک رس نانو بر سینتیک واکنش بیشتر بررسی شوند. مشاهده شد که خاک رس اثر مثبت قابل ملاحظه ای روی سرعت هموپلیمریزاسیون متیل اکریلات و کوپلیمریزاسیون آن با استایرن دارد. این رفتار به تاثیر مثبت خاک رس نانو بر تعادل پویا میان (ماکرو)رادیکال های فعال و گونه های غیرفعال نسبت داده شد. با این حال، نسبت های واکنش پذیری کومونومرها تحت تاثیر حضور خاک رس نانو قرار نگرفتند. این مشاهدات نشان داد هر چند گروه کربونیل مونومر متیل اکریلات می تواند با بخش هیدروکسی آلومینیم خاک رس نانو برهم کنش داشته باشد اما چون پیوند دوگانه این مونومر در حال عادی فوق العاده فعال و واکنش پذیر است واکنش پذیری آن چندان تحت تاثیر حضور خاک رس نانو قرار نمی گیرد. با استفاده از پارامترهای حلالیت هانسن و ممان دوقطبی مونومرها، برهم کنش میان مونومرهای مورد مطالعه و سطح خاک رس نانو بررسی شد و مدلی پیشنهاد شد که بر اساس آن می توان ساختار نانوکامپوزیت های پلیمر/ خاک رس نانو تهیه شده به روش پلیمریزاسیون درجا را با استفاده از ممان دوقطبی مونومرها پیش بینی کرد.

در این تحقیق گروه های مالئیک انیدرید به کمک پلیمریزاسیون پیوندی رادیکال آزاد در حالت محلول روی زنجیرهای پلی اتیلن قرار داده شدند. سپس پلی اتیلن مالئیکه با دی آمین آلیفاتیک 4،1-دی آمینو بوتان در محلول واکنش داده شد. نتایج ftir تشکیل پیوندهای آمیدی و ایمیدی را تایید کرد. درصد پیوندزنی به کمک روش های تیتراسیون، آنالیز عنصری و ftir برابر 1/28 درصد بدست آمد. ساختار بلوری این پلیمرها توسط xrd مطالعه شد و نشان داد که ساختار بلوری آن ها مشابه پلی اتیلن اولیه است. نتایج dsc نشان داد که ظرفیت حرارتی پلیمرهای آمیدی نسبت به پلی اتیلن مالئیکه %47 افزایش یافت. تخریب حرارتی پلیمرها توسط tga/dtg مطالعه شد. رفتار تجزیه پلی اتیلن پیوند زده شده با آمید شبیه پلی اتیلن است اما با انرژی فعال سازی کمتر که نشان دهنده پایداری بیشتر این محصول است. پارامترهای سینتیکی پلیمرهای پیوندی به کمک روش های هم تبدیلی فریدمن، فلین-وال-ازاوا و کتس- ردفرن تعیین شد. نتیجه بررسی مدل های مختلف برای تابع تبدیل نشان داد که مدل های سینتیکی fn و an مناسب تر از مدل های نفوذ هستند. مقایسه پایداری حرارتی پلیمرهای پیوندی با الیاف آرآمید پلی(پارا فنیلن ترفتالامید) با نام های تجاری کولار و توارن، نشان داد که این پلیمرها ناپایدارتر از این الیاف هستند اما اختلاف پایداری آن ها با الیاف آرآمید کمتر از اختلاف پلی اتیلن با این الیاف است. همچنین، امکان ایجاد ساختار منظم از آمیزه محلول پلی (پارا فنیلن ترفتالامید) در حضور پلی اتیلن مالئیکه بررسی شد.