امروزه استفاده از پوششهای پایه آبی به دلایلی همچون کمتر بودن ترکیبات آلی فرار (voc) و مشکلات زیست محیطی، هزینه تولید پایین و غیره، رو به گسترش است. لاتکسهای آکریلی توانسته اند توازن خوبی بین سه خاصیت کیفیت بالا، سهولت فرمولبندی و اعمال پوشش و سازگاری با محیط زیست ایجاد کرده و به طور عمده در پیوند دهندهها و پوششها استفاده شوند. اما به رغم تمام مزایا، هنوز هم همه خواص مطلوب را برآورده نمیکنند. استفاده از لاتکسهای عامل دار و پخت شونده یکی از روشهای بهبود این خواص است. لاتکسهای عامل دار معمولاً با وارد کردن یک مونومر عامل دار مانند گلیسیدیل متاکریلات (gma) در ساختار زنجیر پلیمری تهیه میشوند. حلقه اپوکسی موجود در gma، امکان پخت لاتکس پیش از تشکیل فیلم را میدهد تا بتوان خواص فیزیکی و مکانیکی فیلم لاتکس را بهبود بخشید. هدف این پروژه تهیه لاتکس عامل دار آکریلی بر پایه ترپلیمر بوتیل متاکریلات-متیل متاکریلات-گلیسیدیل متاکریلات (ba-mma-gma)، برای بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی روکشهای آکریلی بود. اما پیش از آن، با توجه به پایین بودن درجه تبدیل مونومر و وجود مقادیر بیش از حد مونومر باقیمانده در لاتکس حاصل از فرمولبندیهای اولیه، تاثیر عوامل موثر بر فرآیند کوپلیمر شدن امولسیونی نیمپیوسته برای سامانه ba-gma بررسی شد و بر اساس نتایج آن، فرمولبندی بهینه برای تهیه لاتکسهای عامل دار ترپلیمر ba-mma-gma به دست آمد. لاتکسهای عامل دار با مقادیری متفاوت از مونومر gma تهیه شدند (0% تا 30%) و تاثیر مقدار مونومر gma بر خواص فیزیکی و مکانیکی لاتکسها و فیلم حاصل ازآنها، به صورت پخت شده و پخت نشده، بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش درصد مونومر gma، اندازه ذرات پلیمری افزایش و در نتیجه تعداد آنها در واحد حجم کاهش مییابد. در نمونههای پخت نشده، افزایش درصد مونومر gma موجب کاهش tg و زاویه تماس آب و افزایش درصد ژل و انرژی آزاد سطحی شد. وجود مونومر gma سبب بهبود خواصی مانند مقاومت در برابر جذب حلال، ازدیاد طول در نقطه شکست و چسبندگی شد، اما با اُفت خواصی مانند مقاومت در برابر جذب آب، مدول و استحکام کششی و سختی همراه بود. پخت لاتکسها پیش از تشکیل فیلم سبب افزایش مقادیر tg، درصد ژل، انرژی آزاد سطحی، سختی و چسبندگی فیلمها شد. همچنین مقادیر زاویه تماس آب، میزان جذب آب و حلال نیز با پخت لاتکسها پیش از تشکیل فیلم، کاهش پیدا کرد. در بین نمونههای پخت شده نیز با افزایش درصد مونومر gma، شاهد افزایش tg و درصد ژل بودیم. وجود مونومر gma سبب بهبود خواصی مانند میزان جذب آب و حلال، چسبندگی و سختی فیلمها شد. به عنوان یک مطالعه جانبی، لاتکسهای ba-gma به روش کوپلیمر شدن امولسیونی ناپیوسته و با ترکیب درصدهای متفاوت (در درجه تبدیل مونومر پایین) تهیه و ترکیب درصد کوپلیمر در آنها به روشهای شیمیایی (تیتراسیون و تجزیه عنصری) و طیف سنجی (ft-ir و h-nmr) اندازه گیری شد. همچنین نسبتهای واکنش پذیری برای دو کومونومر ba و gma در فرآیند پلیمر شدن امولسیونی محاسبه و با مقادیر مربوط به سایر روشهای همگن مقایسه شد.

در سال های اخیر پلی اتیلن شبکه ای شده در بسیاری از بخش های صنایع سیم و کابل به ماده ای بسیار پرکاربرد مبدل شده است. شبکه کردن پلی اتیلن را می توان به وسیله ی تشعشع، پخت پراکسیدی و یا فرآیند شیمیایی سیلان انجام داد. الزامات ایمنی در رابطه با رفتار پلیمرها در معرض حریق روز به روز شدیدتر و این در حالی است که افزودنی های ضد شعله مختلفی مانند افزودنی های هالوژن دار به دلیل اثرات مورد بحث یا ثابت شده آنها بر محیط زیست در حال خارج شدن از چرخه مصرف می باشند. رقابت شکل گرفته متشکل از توسعه ی ضد شعله های موثر ودوستدار محیط زیست برای مواد پلیمری می باشد. هدف اصلی این مطالعه بهبود مقاومت شعله ی پلی اتیلن شبکه ای شده به روش سیلانی با استفاده از افزودنی های ضد شعله به همراه نانوذرات و به دست آوردن فرمولاسیون مناسب برای تولید کابل های ضد شعله ی فاقد هالوژن بوده است. خواص فیزیکی، مکانیکی و ضدشعله ی نمونه های تولید شده توسط آزمون های مناسب بررسی شد. نتایج نشان می دهد جایگزینی مقدار کمی از منیزیم هیدروکساید با بورات روی تاثیر قابل ملاحظه ای بر بهبود خواص ضدشعله ی پلی اتیلن شبکه ای شده به روش سیلانی دارد. هم چنین با استفاده از مقادیر بسیار کوچک از نانوذرات در کنار ضدشعله های متداول می توان در سطوح پایین تری از مواد ضدشعله به خواص مناسب دست پیدا کرد.

هدف از انجام این پروژه تهیه جاذب الکل (الکوژل) بر پایه ی کوپلیمرهای تهیه شده از ماکرومر آکریلی پلی اتیلن گلایکول متیل اتر متاکریلات (pegmema) با مونومرهای اسیدی نظیر وینیل فسفونیک اسید (vpa) و آکریلیک اسید است. رفتار تورمی این الکوژل ها در الکل های صنعتی مانند اتانول و متانول مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه مطالعات سینتیکی هوموپلیمریزاسیون محلولی ماکرومر و کوپلیمریزاسیون آن با آکریلیک اسید با استفاده از تکنیک online 1h-nmr انجام شد. میزان جذب نمونه ها در سه حلال آب? اتانول و متانول با افزایش درصد مونومر وینیل فسفونیک اسید وارد شده به کوپلیمر افزایش می یابد. علت این مشاهده به تشکیل پیوند هیدروژنی و حضور گروه عاملی قابل تفکیک po3h2 در ساختار کوپلیمر مربوط است. قابلیت جذب این الکوژل ها 1/15 و 8/17 گرم بر گرم به ترتیب در اتانول و متانول است. مطالعات گرماسنجی وزنی نشان داده که افزایش درصد vpa سبب افزایش درصد خاکستر به جا مانده (char yield) و کاهش پایداری حرارتی می شود. در نمونه های سنتز شده از ماکرومر و آکریلیک اسید از اتیل استات،aibn و تری متیل پروپان تری آکریلات (tmpta) به ترتیب به عنوان حلال، آغازگر و شبکه ای ساز استفاده شد. تورم در هر سه حلال آب، اتانول و متانول با افزایش درصد مونومر اسیدی aaوارد شده به کوپلیمر افزایش می یابد. قابلیت جذب این الکوژل ها 8/14 و 4/17 گرم بر گرم به ترتیب در اتانول و متانول است. افزایش درصد ماکرومر در کوپلیمر سبب افزایش پایداری حرارتی و افزایش درصد آکریلیک اسید موجب افزایش مقدار خاکستر به جا مانده می شود. مطالعات رئولوژیکالی نشان داده افزایش درصد آکریلیک اسید سبب افزایش استحکام ژل نمونه ها می گردد. در بخش دوم کار ابتدا سینتیک واکنش هوموپلیمریزاسون رادیکال آزاد محلولی ماکرومر در آب با تعقیب همزمان طیف 1h-nmr آن مورد مطالعه قرار گرفت.

در این رساله، کامپوزیت های ژل رزورسینول-فرمالدهید(rf)/نانولوله کربنی چند دیواره (mwnt) به عنوان دسته ای نوین از مواد متخلخل نانوساختار مورد بررسی قرار گرفتند. سنتز این ژل ها با مقادیر مختلف ماده سطح فعال و نانولوله کربنی (cnt) همراه با خشک سازی به روش های معمولی و فوق بحرانی به درک عمیق تری از نقش عوامل فوق الذکر در نحوه چینش فازها در کنار هم در جهت دستیابی به خواص گرمایی و الکتریکی مورد نظر منجر شد. در حالیکه ماده سطح فعال سدیم دودسیل بنزن سولفونات می تواند از طریق تغییر ph اولیه محلول واکنش در غلظت های پایین و تشکیل مایسل و ایجاد حجم آزاد در غلظت های بالا ساختار نانومتخلخل ژل رزورسینول-فرمالدهید را متاثر سازد، در محدوده غلظت های مورد استفاده جهت پخش نانولوله کربنی به دلیل خنثی شدن این دو اثر متضاد تاثیر چندانی بر بافت تخلخلی این ژل ها ندارد. در این میان معرفی روش جدیدی بر مبنای توموگرافی پرتو ایکس کمک شایان توجهی به شناسایی توزیع نانولوله های کربنی در سوسپانسیون و کامپوزیت رزورسینول-فرمالدهید نمود. از طرف دیگر نشان داده شد که از طریق کنترل مشخصه هایی که به سهولت قابل تنظیم هستند (مانند ترکیب درصد اجزاء اصلی واکنش، ph محلول واکنش و غلظت ماده سطح فعال) می توان روند تشکیل مورفولوژی پخش نانولوله های کربنی را در ژل های rf هدایت نمود و به درجات مختلف جدایی فازی در کامپوزیت نهایی دست یافت. این امر به نوبه خود توانست موجبات افزایش چشمگیر خواص فیزیکی-مکانیکی ژل های rf را فراهم سازد. به عنوان مثال، جدایی فازی نانولوله ها در شرایطی خاص در ابعاد ماکرو از زمینه باعث ایجاد رشته هایی از خوشه های به هم پیوسته در نمونه ها می شود که باعث می گردد حالت گذار نارسانا-رسانا در کسر حجمی 0004/0 از نانولوله ( پایین تر از حالت پخش همگن و منفرد) رخ دهد. ضریب رسانایی گرمایی نانوکامپوزیت ها عمدتا از نظریه محیط موثر پیروی می کند و بر این اساس کسر حجمی نانولوله های منفرد و نانولوله های تشکیل دهنده خوشه ها تخمین زده شد. همچنین علاوه بر بدست آوردن مقاومت گرمایی فصل مشترک rf/cnt، روابط ابعادی جدیدی با در نظر گرفتن نقش نانولوله کربنی، میان خواص گرمایی و مکانیکی این دسته از مواد ارائه گردید.

چکیده پلیمریزاسیون رسوبی نوعی روش پلیمریزاسیون غیرهمگن است که در آن مونومر و شروع کننده در حلال واکنش حل شده ولی زنجیرهای پلیمر در حلال قابل حل نمی باشند و به صورت ذرات ریز در حلال رسوب می کنند. از مزیت های این پلیمریزاسیون می توان به سرعت بیشتر آن و جداسازی آسان تر محصول از حلال اشاره کرد. پلی آکریلیک اسید سنتز شده به روش رسوبی به عنوان یک پلیمر محلول در آب به دلایلی از جمله فراوانی، در دسترس بودن، تنوع پذیری یکی از پرکاربردترین پلیمرها بوده است. امروزه یکی از کاربردهای مهم و اصلی پلی آکریلیک اسید سنتز شده به روش رسوبی، به عنوان غلظت دهنده می باشد. تفاوت غلظت دهنده های پلی آکریلی در نوع و مقدار شبکه ساز می باشد. در این پایان نامه، پلی آکریلیک اسید شبکه ای شده با دو نوع شبکه ساز تری متیلل پروپان تری آکریلات (سه عاملی) و 1،6 هگزان دی ال دی-آکریلات (دو عاملی) به روش رسوبی سنتز شده است. ابتدا مشکلات پلیمریزاسیون رسوبی مورد بررسی قرار گرفت و جهت بهبود خاصیت غلظت دهندگی مقدار بهینه نسبت غلظت آغازگر به مونومرو دمای واکنش بررسی شد و فرمول بندی بهینه برای سنتز این پلیمر به روش پلیمریزاسیون رسوبی ارائه شد. این پلیمریزاسیون به روش رسوبی در حلال تولوئن با مقادیر مختلف از شبکه سازها در حضور آغازگر آزوبیس ایزو بوتیرو نیتریل تحت جو نیتروژن انجام گرفت. طیف ftir برای شناسایی گروه های عاملی و همچنین اثبات حضور شبکه ساز در پلی آکریلیک اسید شبکه ای شده به کار گرفته شد. برای سنجش خاصیت غلظت دهندگی نمونه ها تحت شرایط هیدرولیز قلیایی ثابت (دما، زمان و غلظت هیدروکسید سدیم) قرار گرفته شد و سپس با دستگاه گرانروی سنج بروکفیلد مورد آزمایش قرار گرفت. پلی آکریلیک اسید شبکه ای شده با شبکه ساز سه عاملی دارای خاصیت غلظت دهندگی بهتری از پلیمر سنتز شده با شبکه ساز دو عاملی می باشد. جهت ارزیابی استحکام نمونه ها به بررسی خواص رئولوژیکی ژل ساخته شده از نمونه های هیدرولیز شده، پرداخته شد. این خواص شامل، بررسی تغییرات کرنش و فرکانس بر روی مدول ذخیره و مدول اتلاف, و تغییرات گرانروی و سرعت تنش تحت تاثیر افزایش سرعت برش می باشد. در اینجا نیز گرانروی ژل تهیه شده از پلیمرسنتز شده با شبکه ساز سه عاملی بیشتر می باشد و در طی بررسی ها ونتایج بدست آمده از همه داده ها مشخص شده است که در روش پلیمریزاسیون رسوبی مقدار0/5گرم از شبکه سازسه عاملی ومقدار 0/6 گرم از شبکه ساز دو عاملی بهترین مقادیر برای تهیه محلول با بیشینه مقدار غلظت دهندگی می باشند. در ادامه این تحقیق، به بررسی اثر مونومر nipam در ساختار پلیمر بر روی خواص غلظت دهندگی پرداخته شد. با توجه به مطالعات انجام شده مشاهده شد که گرانروی وخاصیت غلظت دهندگی با افزایش غلظت مونومر آبگریز در خوراک اولیه افزایش می یابد

پلیمر شدن امولسیونی وارون روشی است که در سال های اخیر به صورت تجاری برای تهیه میکروژل ها، غلظت دهنده ها و منعقدسازهای آکریلی استفاده می شود. این روش در دنیا به تدریج جایگزین روش سنتی پلیمر شدن محلولی برای تهیه غلظت دهنده ها شده است. هدف این پروژه تهیه لاتکس هایی بر پایه کوپلیمر 2-آکریل آمیدو-2- متیل پروپان سولفونیک اسید- سدیم آکریلات (naaa-amps) به روش امولسیونی وارون بود که در آن برای اولین بار در ساخت غلظت دهنده ها از پلی اتیلن گلیکول دی گلیسیدیل اتر (pegdge) به عنوان شبکه ساز استفاده شد. با توجه به پایین بودن پایداری سامانه و درصد تبدیل لاتکس در فرمولبندی های اولیه، تأثیر عوامل موثر بر فرایند کوپلیمر شدن امولسیونی وارون naaa-amps بررسی شد و بر اساس نتایج آن، فرمولبندی بهینه برای سنتز غلظت دهنده ها به دست آمد. لاتکس هایی با غلظت های متفاوت از مونومر amps در کوپلیمرتهیه شد (0% تا 25%) و تأثیر غلظت این مونومر بر گرانروی ظاهری در آب، در محلول های آبی باph های متفاوت و در اتیلن گلیکول مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که در آب، گرانروی ظاهری تا 5/12% مولی amps در ساختار میکروژل افزایش یافته و با افزایش بیشتر درصد amps در کوپلیمر، کاهش گرانروی مشاهده شد. همچنین میکروژل حاوی amps جذب آب در محدوده وسیعی از ph داشت و تا حدودی رفتار مستقل از ph از خود نشان داد. در حالی که در اتیلن گلیکول، کوپلیمرهای حاوی 5/17% و 25% amps توانایی جذب حلال را داشته و در غلظت های پایین تر از این مونومر، غلظت دهندگی مشاهده نشد. استحکام میکروژل های متورم شده به روش رئولوژیکی تعیین شد و با افزایش غلظت amps در کوپلیمر، مدول ذخیره کاهش پیدا کرد. همچنین تأثیر مقدار شبکه ساز و دمای خشک شدن میکروژل بر روی گرانروی ظاهری و استحکام ژل ها مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش مقدار شبکه ساز و دمای خشک شدن در مجموعه سنتزهای انجام شده، چگالی اتصالات عرضی زیاد شده؛ در نتیجه گرانروی ظاهری کاهش یافت و مدول ذخیره افزایش پیدا کرد. به منظور ارزیابی خواص غلظت دهندگی میکروژل های سنتز شده، نمونه های تهیه شده با غلظت دهنده های تجاری (کربوپل ها) از نظر رئولوژیکی و گرانروی در آب، اتیلن گلیکول و ph های متفاوت مقایسه شد.