در این پروژه ابتدا مونومر l-لوسین انیدرید (laa) به روش های متداول و سبز تهیه شد. سپس یکسری پلی (آمید- اتر- اوره- یورتان) های (paeuu) فعال نوری جدید بر پایه laa و 4 ، 4- متیلن - بیس (4- فنیل ایزوسیانات) (mdi) و پلی اتیلن گلیکول (peg) سنتز و شناسایی شدند و اثر برخی متغیرهای واکنش و عوامل ساختاری بر ویژگی های فیزیکی آنها مورد مطالعه قرار گرفت. در ابتدا مونومر laa از واکنش حلقه زایی اسیدآمینه l- لوسین (ll) به روش گرمادهی معمولی در حمام روغن و همچنین تحت اشعه ریزموج در حلال اتیلن گلیکول (eg) و یا یکسری مایعات یونی مذاب از نوع نمکهای آمونیوم چهارتایی سنتز و اثر نوع حلال, زمان واکنش و نسبت حلال به ll بر بازده محصول بررسی شد. روش های ft-ir, تجزیه عنصری chn و آنالیزهای گرمایی tga و dsc برای شناسایی و مطالعه آنها استفاده شد. در مرحله بعد paeuu ها بر پایه peg400، به روش دو مرحله ای از طریق پلیمر شدن افزایشی, در انواع حلالهای nmp، dmf، وdmac با درصدهای مختلف ازlicl ، در حضور انواع کاتالیزورهای آمینی و آلی فلزی و در غیاب کاتالیزور تحت گرمادهی معمولی در حمام روغن سنتز شد, و سپس شرایط بهینه از نظر حلال و کاتالیزور برای سنتز paeuu بر پایه pegهای با وزن های مولکولی 600, 1000 و 2000 تکرار شد. پلیمرهای حاصل دارای ویسکوزیته dl/g 8/1-4/0 بودند. سپس اثر ورود جزء ساختاری جدید laa در زنجیر پلیمری و نوع پلی ال (طول فاز نرم) بر ویژگیهای فیزیکی مانند ویسکوزیته, میزان جدایی فاز, درصد بلورینگی و مقاومت گرمایی و میزان تخریب پذیری هیدرولیتیک پلیمرها مورد بررسی قرار گرفت (روش 1). سنتز paeuu از طریق پلیمر شدن افزایشی peg400 با mdi و مونومر laa تحت تابش ریز موج در حضور مایعات یونی دمای اتاق ایمیدازولیوم دار و مایعات یونی مذاب از نوع نمک های آمونیوم چهارتایی بررسی شد و اثر نوع مایع یونی بر بازده واکنش و ویژگیهای فیزیکی مانند ویسکوزیته و مقاومت گرمایی در توان و زمان تابش دهی بهینه, بررسی شد (روش 2). ویسکوزیته پلیمرهای حاصل در محدوده dl/g27/1-1/0 بود. کلیه پلیمرها به روشهای طیف سنجی ft-ir و 1h-nmr شناسایی شده و آنالیزگرمایی آنها به کمک روشهای tga و dsc انجام شد. میزان تخریب پذیری هیدرولیتیک پلیمرها در محیط آبی و محلول آبی اسیدی با غلظت های مختلف مطالعه شد. به منظور بررسی میزان تخریب پذیری پلیمرها سنجش هایی نظیر: افت وزن با زمان، اندازه گیری افت ویسکوزیته با زمان، مشاهده تغییرات ظاهری با زمان، و مطالعه سطح به وسیله sem, آنالیزهای ftir, xrd, و بررسی رفتارگرمایی پلیمرها قبل و بعد از غوطه وری در محیط هیدرولیتیک به عمل آمد.

امروزه تنوع محصولات پلیمری سنتزی بسیار بالا می باشد اما پیشرفت های اخیر به جای استفاده از طراحی پرهزینه جهت تولید یک ماده جدید، روند اصلاح مواد را در بر گرفته است. روش پلیمری شدن رادیکال آزاد کنترل شده/ زنده امکان سنتز و تولید دامنه ی وسیعی از محصولات پلیمری و مواد جدید را با ساختارهای از پیش تعیین شده در شرایط فرآیندی آسان تر نسبت به روش پلیمری شدن یونی فراهم می کند. فرایند انتقال به زنجیر افزایش- تجزیه برگشت پذیر (raft) بر پایه ی انتقال برگشت پذیر و تعویض سریع رادیکال های در حال رشد از طریق عامل انتقال پلیمری شدن استوار است که با افزودن مونومر به آن پلیمری شدن تا مصرف کامل آن ادامه می یابد. در این تحقیق ابتدا طی دو مرحله مونومر ?4-(4-هیدروکسی فنیل)2،?2:?6،"2-ترپیریدین را سنتز نموده و با استفاده از آن، یک نوع عامل انتقال به زنجیر که این ترپیریدین یک بار به عنوان گروه z و بار دیگر گروه rقرار گیرد، تهیه نموده و در پلیمری شدن انتقال زنجیر برگشت-پذیر افزایش/ تجزیه استفاده گردد. ساختار این عامل انتقال زنجیر توسط ft-ir ، uv-vis و 1h-nmr شناسایی شد و در پی آن پلی استایرن و پلی متیل متاکریلات سنتز گردید. پلیمرهای سنتز شده توسط ft-ir و 1h-nmr مورد بررسی قرار گرفت و میزان توزیع وزن مولکولی برای اثبات اینکه پلیمری شدن از طریق کنترل شده/ زنده پیش رفته است نیز توسط کروماتوگرافی ژل تراوایی (gpc) اندازه گیری شد. این آنالیزها دستیابی به نتیجه ی مطلوب را تأیید کرد.

چکیده در این پروژه مونومر های 6,3-دی ایزوبوتیل-2،5-دی کتوپیپرازین (debdkp)، 6,3-دی فنیل-2،5- دی کتوپیپرازین dpdkp و یکسری پلی (اتر- اوره- یورتان) های (peuu) جدید بر پایه debdkp و 4 ، 4- متیلن - بیس (4- فنیل ایزوسیانات) (mdi) , پلی پروپیلن گلیکول(ppg) با وزن ملکولی1000 ,پلی تترا هیدروفوران (pthf) با وزن ملکولی1000 وپلی اتیلن گلیکولها (peg) با وزن ملکولی400، 600، 1000 ، 2000 به روش های متداول و سبز سنتز و شناسایی شدند و اثر برخی متغییرهای واکنش و عوامل ساختاری بر ویژگی های فیزیکی آنها مورد مطالعه قرار گرفت. در ابتدا مونومرهای debdkp و dpdkp از واکنش حلقه زایی اسیدآمینه l- لوسین (ll) و l- فنیل آلانین (lpa) به روش گرمادهی معمولی در حمام روغن وهمچنین تحت اشعه ریزموج در یکسری مایعات یونی از نوع نمکهای ایمیدازولیومی و فسفونیومی سنتز و اثر نوع حلال, زمان واکنش و نسبت حلال به اسید آمینه بر بازده محصول ها بررسی شد. تکنیک های ft-ir برای شناسایی و مطالعه آنها استفاده شد. در مرحله بعد peuu ها به روش دو مرحله ای از طریق پلیمر شدن افزایشی, در حلال nmp در غیاب کاتالیزور تحت گرمادهی معمولی در حمام روغن سنتز شد. پلیمرهای حاصل دارای ویسکوزیته dl/g 41/0-18/0 بودند. سپس اثر ورود جزء ساختاری جدید debdkp در زنجیر پلیمری و نوع پلی ال بر ویژگیهای فیزیکی مانند ویسکوزیته, میزان جدایی فاز, درصد بلورینگی و مقاومت گرمایی مورد بررسی قرار گرفت (روش 1). امکان سنتز peuu ها بر پایه پلی پروپیلن گلیکول (ppg) با وزن ملکولی1000 ,پلی تترا هیدروفوران (pthf) با وزن ملکولی1000 وپلی اتیلن گلیکولها (peg) با وزن ملکولی 1000,600,400 و 2000 با mdi و مونومر debdkp تحت تابش ریز موج در حضور مایعات یونی دمای اتاق ایمیدازولیوم دار و مایعات یونی از نوع نمک های آمونیوم چهارتایی و فسفونیومی بررسی شد. نسبت مایع یونی به مونومر ها، توان و زمان تابش بهینه شده و اثر نوع مایع یونی بر بازده واکنش و ویژگیهای فیزیکی مانند ویسکوزیته، مقاومت گرمایی ومورفولوژی پلیمرها‍‍‍‍‍‍‍‍ در توان و زمان تابش دهی بهینه, بررسی شد (روش 2). ویسکوزیته پلیمرهای حاصل dl/g62/0-08/0 بود. پلیمرها به روشهای طیف سنجی ft-ir و 1h-nmr شناسایی شده و آنالیزگرمایی آنها به کمک روشهای tga و dsc انجام شد. در قسمت پایانی پروژه، میزان تخریب زیستی پلیمرها در محیط آب رودخانه, لجن فعال و خاک غنی از کود گیاهی مطالعه شد. به منظور بررسی میزان تخریب پذیری پلیمرها سنجش هایی نظیر: افت وزن با زمان، مشاهده تغییرات ظاهری با زمان و مطالعه سطح به وسیله sem, آنالیزهای ft-ir, xrd,gpc و بررسی رفتارگرمایی پلیمرها قبل و بعد از غوطه وری در محیط تخریب به عمل آمد. کلید واژه ها: پلی (اتر- اوره- یورتان) (peuu), 6,3-دی ایزوبوتیل-2 ،5-دی کتوپیپرازین(debdkp) مایعات یونی، تخریب زیستی پلیمرها.

در بخش نخست این پژوهش یکسری از پلی یورتان های خود رنگ برپایه ایزوفورن دی ایزوسیانات و peg-400 با گروه یونی کننده دی متیلول پروپیونیک اسید یا n- متیل دی اتانول آمین سنتز شد. سپس هر یک از این پلیمرهای حاوی گروه یونی کننده دی متیلول پروپیونیک اسید یا n- متیل دی اتانول آمین در زنجیر پلیمری به ترتیب با اضافه کردن تری اتیل آمین یا یدومتان از طریق رقیق سازی در استون، به انیونومر یا کاتیونومر مربوطه تبدیل شده و بعد با اضافه کردن تدریجی آب دوبار تقطیر توسط قیف چکاننده در طی همزدن شدید پخش آبی شدند. اثر نوع گروه یونی کننده، موقعیت گروه یونی کننده، درجه خنثی سازی و محتوای جامد سیستم های پخش آبی حاصل بر ویسکوزیته، پایداری سیستم پخش، و اندازه ذرات پخش بررسی شد. ویژگی های گرمایی و مورفولوژی فیلم های پلیمری حاصل از هر یک از سیستم های پخش پلی یورتان مورد بررسی قرار گرفت. در بخش دوم این پژوهش نانوکامپوزیت های پلی یورتان های پخش آبی با گروه های یونی کننده دی متیلول پروپیونیک اسید یا n- متیل دی اتانول آمین در انتها یا وسط زنجیر پلیمری به دو روش پلیمر شدن درجا و آلیاژ سازی محلول ساخته شدند. سپس اثر افزایش نانو ذره کلویزیت 30b بر ویژگیهای مکانیکی، گرمایی، ویسکوزیته پخش و قابلیت جذب آب این نانوکامپوزیت ها مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های لازم بر روی پلیمرها یا نانوکامپوزیتهای مربوطه توسط روشهای طیف مادون قرمز، طیف رزونانس مغناطیس، بررسی پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری، آنالیز گرمایی مکانیکی دیفرانسیلی، تجزیه گرمایی وزن سنجی ، آنالیز گرماسنجی روبش دیفرانسیلی و همچنین آزمون خراش و مهاجرت رنگ انجام گرفت.

در این پروژه ابتدا سنتز ترکیب دی آمینی 4- [4- (4، 5- دی فنیل- 1- h- ایمیدازول- 2- ایل) فنوکسی] بنزن- 1،3- دی-آمین (dai) به عنوان یک مونومر در بر دارنده حلقه ایمیدازول متصل به گروه های جانبی آروماتیک بررسی شد. به این منظور، در ابتدا ترکیب 4- (4، 5- دی فنیل- 1- h- ایمیدازول- 2- ایل) فنول (dip) تحت رفلاکس در حلال استیک اسید گلاسیال سنتز شد. در مرحله بعد، با استفاده از ترکیب dip، ترکیب 4- [4- (4، 5- دی فنیل- 1- h- ایمیدازول- 2- ایل) فنوکسی] بنزن- 1،3 - دی-نیترو (dni) تهیه شد و در نهایت مونومر dai از احیای گروه های نیترو موجود در ترکیب dni به گروه های nh2 به دست آمد. مونومر dai به روشهای طیف سنجی مادون قرمز، طیف سنجی رزونانس مغناطیس هسته و chn شناسایی شد. در مرحله بعد، یک سری از پلی (اتر- اوره- یورتان) های پر شاخه (hbpeuu) دارای هسته سه عاملی b3 (تری اتانول آمین یا سیانوریک اسید)، تهیه شدند. ابتدا از واکنش، 4- متیلن بیس (4- فنیل ایزوسیانات) (mdi)، پلی تترا هیدروفوران (pthf) با وزن مولکولی 1000، و مونومر dai با ترتیب واکنش دهی اجزا معین، پیش پلیمر با انتهایnco تهیه شد (a2). سپس a2 با هسته سه عاملی b3 به روش های حرارت دهی تدریجی (حمام روغن) و تابش دهی ریزموج در حلال آلی n- متیل پیرولیدون (nmp) وارد واکنش شد تا پلیمر پرشاخه نهایی بدست آمد. شرایط واکنش از نظر حضور یا عدم حضور کاتالیزور، و همچنین نسبت مولی a2 به b3 بهینه شد. سپس اثر نوع هسته سه عاملی، نسبت مولی a2 به b3 ، روش افزودن a2 و b3 به یکدیگر، نوع کاتالیزور و روش حرارت دهی، بر ویژگی های فیزیکی پلیمرها مانند بازده، ویسکوزیته، وزن مولکولی و پراکندگی آن، ساختار کریستالین، اندازه ذرات و توزیع اندازه ذرات، پایداری گرمایی, رفتار گرمایی-مکانیکی بررسی شد. در بخش بعدی این پژوهش، نانوکامپوزیت های پلیمرهای پرشاخه با هسته (تری اتانول آمین یا سیانوریک اسید) به دو روش هیبرید پیش پلیمر و هیبرید پلی ال ساخته شدند. سپس اثر افزایش نانو ذره کلویزیتb 30، نوع روش تهیه نانوکامپوزیت، اثر روش حرارت دهی، و حضور یا عدم حضور کاتالیزور بر ویژگی های فیزیکی نانو کامپوزیتها مانند بازده، ویسکوزیته، مورفولوژی و ساختار کریستالین، ویژگیهای مکانیکی، گرمایی، اندازه ذرات و پخش انداره ذرات مورد بررسی قرار گرفت و با پلیمر پر شاخه خالص مقایسه شد. بررسی های لازم بر روی پلیمرها یا نانوکامپوزیت های مربوطه توسط روشهای طیف سنجی مادون قرمز، طیف سنجی رزونانس مغناطیس هسته، بررسی پراش اشعه ایکس waxs، میکروسکوپ الکترونی روبشی sem، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی fesem، آنالیز گرمایی مکانیکی دینامیکی dmta، تجزیه گرمایی وزن سنجی tga، آنالیز گرماسنجی روبش دیفرانسیلیdsc ، آنالیز اندازه ذره و gpc انجام گرفت. کلید واژه ها: دی آمین، پلی (اتر- اوره- یورتان) های پر شاخه، نانوکامپوزیت خاک رس، هیبرید پیش پلیمر، هیبرید پلی ال

در بخش نخست این پژوهش ابتدا مونومر 6,3-دی ایزوبوتیل-2،5-دی کتوپیپرازین (dibdkp) سنتز و به روشهای ftir و hnmr شناسایی شد. سپس یکسری پلی (اتر- اوره- یورتان) های (peuu) جدید بر پایه dibdkp، 4 ,4- متیلن - بیس (4- فنیل ایزوسیانات) (mdi)، پلی تترا هیدروفوران (pthf) با وزن ملکولی1000 یا پلی اتیلن گلیکول (peg) با وزن ملکولی1000 به روش دو مرحله ای، در حلالnmp حاوی یک درصد وزنی licl تحت گرمادهی در حمام روغن سنتز شد. شرایط واکنش از نظر دما و زمان و ترتیب اضافه کردن اجزا واکنش بهینه شد. پلیمرهای حاصل دارای ویسکوزیته dl/g 48/0-14/0 بودند. روش های ftir و hnmr برای شناسایی و مطالعه آنها استفاده شد. آنالیز xrd، پلیمر بر پایهpthf را بلورین تر ( 48%) از پلیمر بر پایه peg (17% ) نشان می دهد. در بخش دوم، بیونانوکامپوزیت های پلی یورتان/خاک رس به روش پلیمر شدن درجا با استفاده از دو روش هیبرید پلی ال یا هیبرید پیش پلیمر تهیه شدند. مورفولوژی نانوکامپوزیت ها با استفاده از xrd و fe-sem مطالعه شد. خواص نانوکامپوزیت ها با پلیمرهای مربوطه توسط روش های ftir، xrd، tga، و dsc مقایسه شد. اثر نوع پلی ال و روش تهیه هیبرید بر ویژگیهای گرمایی و درصد بلورینگی نانوکامپوزیت ها نیز مورد مطالعه قرار گرفت. طیف xrd نانوکامپوزیت نشان میدهد که پیک مربوط به خاک رس پس از تشکیل نانوکامپوزیت ناپدید شده است، که این دلالت بر تشکیل ساختار ورقه ای دارد. تصاویر fe-semنیز نشان میدهند که لایه های سیلیکاتی خاک رس کاملا" از هم جدا شده اند. نانوکامپوزیت حاویpthf1000 پایداری گرمایی اولیه بیشتری نسبت به نانوکامپوزیت حاوی peg1000 دارد. پایداری گرمایی نانوکامپوزیت تهیه شده به روش هیبرید پلی ال تقریبا" مشابه با نانوکامپوزیت تهیه شده به روش هیبرید پیش پلیمر می باشد. در بخش سوم، میزان زیست تخریب پذیری پلیمرها و نانوکامپوزیت ها در محیط آب رودخانه زاینده رود، لجن فعال و خاک غنی از کودگیاهی مطالعه شد. میزان تخریب با روشهای سنجش افت وزن با زمان، مشاهده تغییرات ظاهری با زمان و مطالعه سطح به وسیله sem، ft-ir، xrd و بررسی رفتارگرمایی قبل و بعد از تخریب، دنبال شد. اثر نوع پلی ال، روش تهیه هیبرید، و اثر تشکیل نانوکامپوزیت در مقایسه با پلیمر خالص در میزان تخریب پذیری و تغییر در ویژگیهای گرمایی، فیزیکی و درصد بلورینگی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. براساس نتایج افت وزن و xrd میزان تخریب در نانوکامپوزیت های بر پایه peg به دلیل آبدوستی بیشتر و بلورینگی کمتر، از نانوکامپوزیت های بر پایه pthf بیشتر میباشد. میزان افت وزن و بلورینگی در نانوکامپوزیت تهیه شده به روش هیبرید پلی ال بیشتر از نانوکامپوزیت تهیه شده به روش هیبرید پیش پلیمر می باشد. میزان افت وزن و کاهش بلورینگی پس از تخریب در نمونه های نانوکامپوزیتی بیشتر از پلیمر خالص می باشد.

در این پروژه ابتدا سنتز ترکیب دی آمینی 4-[4-(5،4-دی فنیل-1h-ایمیدازول-2-ایل)فنوکسی] بنزن-1،3-دی-آمین (dai) به عنوان یک مونومر در بر دارنده حلقه ایمیدازول متصل به گروه های جانبی آروماتیک بررسی شد. به این منظور، در ابتدا ترکیب 4-(5،4-دی فنیل-1h-ایمیدازول-2-ایل) فنول (dip) به روش گرمادهی معمولی در حمام روغن در حلال استیک اسید گلاسیال و تحت تابش ریزموج در حضور مایع یونی تترا بوتیل آمونیوم برماید (tbab) سنتز شد. در مرحله بعد، با استفاده از ترکیب dip، ترکیب 4-[4-(5،4-دی فنیل-1h-ایمیدازول-2-ایل)فنوکسی] بنزن-1،3-دی نیترو (dni) تهیه شد و در نهایت مونومر dai از احیای گروه های نیترو موجود در ترکیب dni به گروه های nh2 به دست آمد. در مرحله بعد، یک سری از پلی اتر ـ یورتان ـ اوره (peuu) های حاصل از واکنش تراکمی 4،? 4-متیلن بیس (4-فنیل ایزوسیانات) (mdi) با پلی تترا هیدروفوران (pthf) با وزن مولکولی 1000 و مونومر dai به روش های حرارت-دهی تدریجی (حمام روغن) و تابش دهی ریزموج در حلال آلی –n متیل پیرولیدون (nmp) تهیه شدند و شرایط بهینه از نظر نوع کاتالیزور برای واکنش پلیمر شدن سایر ایزوسیانات ها شامل تولوئن- 4،2- دی ایزوسیانات (tdi)، هگزامتیلن دی ایزوسیانات (hdi) و ایزوفوران دی ایزوسیانات (ipdi) به کار برده شد. اثر ساختار آریلی و ایمیدازولی مونومر dai، نوع ایزوسیانات، روش حرارت دهی و ترتیب اضافه شدن مونومرها (ترتیب شکل گیری قطعات نرم و سخت پلیمری) بر ویژگی های فیزیکی مانند بازده، ویسکوزیته و پایداری گرمایی این پلیمرها بررسی شد. سپس یک سری از peuuهای حاصل از واکنش mdi با pthf با وزن مولکولی 1000 و دی آمین dai تحت تابش دهی ریزموج در مایعات یونی تترابوتیل آمونیوم برماید (tbab)، تترابوتیل آمونیوم یداید (tbai) و تترا-n- بوتیل فسفونیوم برماید (tbpb) سنتز شدند. اثر ساختار آریلی و ایمیدازولی مونومر dai و نوع مایع یونی به کار رفته در واکنش پلیمرشدن بر ویژگی های فیزیکی مانند بازده، ویسکوزیته و پایداری گرمایی پلیمرها بررسی شد. در نهایت یک سری از پلی اوره-یورتان های پر شاخه (hbpuu) حاصل از واکنش ایزوسیانات های mdi و hdi با مونومر dai و مونومر سه عاملی تری اتانول آمین (teoa) بعنوان b3 به روش حرارت دهی تدریجی (حمام روغن) و پلی اتر- اوره-یورتان های پر شاخه (hbpeuu) حاصل از واکنش mdi با pthf با وزن مولکولی 1000 و مونومرهای dai و teoa به روش های حرارت دهی تدریجی (حمام روغن) و تابش دهی ریزموج در حلال nmp تهیه شدند. اثر ساختار آریلی و ایمیدازولی مونومر dai، نوع ایزوسیانات، روش حرارت دهی و ترتیب اضافه شدن مونومرها (ترتیب شکل گیری قطعات نرم و سخت پلیمری) بر ویژگی های فیزیکی مانند بازده، ویسکوزیته و پایداری گرمایی این پلیمرها بررسی شد.

در این تحقیق کو پلی ایمیدهای سولفونه به سه روش مجزا سنتز شدند. در قسمت اول از این پروژه کوپلی ایمیدهای سولفونه به روش معمول یعنی ایمیدی شدن محلول سنتز شدند. کوپلیمرهای دسته ای سنتز شده دارای جذب آب بالاتری نسبت به کوپلیمرهای تصادفی بودند، که این به خاطر جدایی فاز بیشتر آنها بود. این کوپلیمرها در کل از بازده و پایداری گرمایی خوبی برخوردار بودند. همچنین این دسته از کوپلیمرها دارای ویسکوزیته ی تقریباٌ پایینی بودند که منجر به شکننده شدن فیلمهای پلیمری حاصل می شد. این ویسکوزیته پایین احتمالاً مربوط به استفاده از دی آمین حجیم dai و شرایط فضایی گرو های آمین می باشد که نسبت به هم در موقعیت متا قرار گرفته اند. در قسمت دوم با استفاده از پیش پلیمرهای یورتانی روشی جدید برای سنتز کوپلی ایمیدهای سولفونه به کار گرفته شد. هدف این قسمت از پروژه افزایش جذب آب پلیمر و انعطاف پذیری فیلم های حاصل بود که در نهایت به این مقصود رسیدیم و پلیمرهای حاصل دارای جذب آب فوق العاده بالا و انعطاف پذیری بیشتر بودند. در قسمت سوم نیز با به کار گیری یک روش جدید، کوپلی ایمیدهای سولفونه سنتز شدند. در این روش از پیش پلیمرهای پلی ایمیدی با انتهای انیدریدی استفاده شد که در نتیجه آن کوپلی ایمیدهای با پایداری گرمایی بالا سنتز شد. کوپلیمرهای حاصل دارای ویسکوزیته بالاتری نسبت به دسته اول بودند که در نتیجه آن فیلم های پلیمری حاصل انعطاف بیشتری داشتند

در این پژوهش یک سری از پلی اوره یورتان های زیست تخریب پذیر بر پایه متیلن دی فنیل دی ایزو سیانات، ال لویسن انیدرید سیکلوپپتید و پلی اتیلن گلیکول با جرم مولکولی 1000 سنتز شد. دی متیلول پروپیونیک اسید نیز به عنوان گروه یونی پخش کننده داخلی در این پلیمرها مورد استفاده قرار گرفت. سپس این سیستم پلی یورتان با عمل خنثی سازی بوسیله تری اتیل آمین به پلی یورتان با زنجیره یونی تبدیل شد. پلی اوره یورتان پایه آبی به تدریج اضافه کردن آب دوبار تقطیر همراه با هم زدن مکرر تهیه شد. اثر پارامترهای مختلف از قبیل زمان خنثی سازی و اندازه همزن وهمچنین درصد گروه یونی کننده، محتوای جامد و روش تولید روی ویسکوزیته پخش، پایداری پخش و اندازه ذرات مطالعه شد. خواص گرمایی، مورفولوژی سطح و جدایی فاز بدست آمده از پلیمرهای مختلف قبل و بعد از خنثی سازی نیز به خوبی بررسی شد. در مرحله دوم از این پروژه، ما پلی اوره یورتان های پایه آبی زیست تخریب پذیر سنتز شده را در محیط های تخریب مختلف از قبیل آب، لجن و باکتری بررسی کردیم. تغییرات بوجود آمده در خواص گرمایی، مورفولوژی سطح و درصد کاهش وزن پلیمر را قبل و بعد از قرار گیری در محیط تخریب بررسی کردیم. ساختار وخواص این پلی اوره یورتان پایه آبی و پلی یورتان های قبل از خنثی سازی بوسیله طیف مادون قرمز، رزونانس مغناطیسی هسته، پراش پرتو ایکس، آنالیز گرمایی، میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفتند.

در بخش نخست این پژوهش، ابتدا مونومر l- لوسین سیکلوپپتید (lcp) سنتز شد. سپس پلی (اتر-اوره-یورتان)(peuu) جدید بر پایه lcp، 4و4- متیلن- بیس (4- فنیل ایزوسیانات) (mdi) و پلی اتیلن گلیکول (peg) با وزن مولکولی 1000 به روش دو مرحله ای از طریق پلیمریزاسیون افزایشی، در حلال nmp تحت گرمادهی معمولی در حمام روغن سنتز شد. شرایط واکنش از نظر دما و زمان و ترتیب اضافه کردن اجزا واکنش بهینه شد. پلیمر حاصل دارای ویسکوزیته dl/g 51/0-35/0 بود. پلیمر حاصل به روش طیف-سنجیft-ir شناسایی شد و پایداری گرمایی آن به کمک روش tga انجام شد. در مرحله بعد، میزان زیست تخریب پذیری پلیمر تحت محیط های بیولوژیکی مطالعه شد. نه باکتری باسیلوس تثبیت کننده نیتروژن با فعالیت پروتئازی از مزرعه هایی در استان اصفهان جداسازی شدند و برای تجزیه بیولوژیکی پلی یورتان به عنوان تنها منبع کربن و نیتروژن، انتخاب شدند. همچنین فعالیت کومتابولیسمی این ارگانیسم های زنده در تجزیه بیولوژیکی پلی یورتان مورد بررسی قرار گرفت. تمام سویه های باسیلوس کاتالاز مثبت و گرم مثبت بودند. سویه های مختلف باسیلوسی مورداستفاده شامل: باسیلوس آمیلولیکوئن فاسینس (m3)، باسیلوس پامیلوس زد 17 (zed 17)، باسیلوس اس 10 (s10)، باسیلوس ام 14 (m14)، باسیلوس پامیلوس اس بی 3002 (b.sb 3002)، باسیلوس سابتیلیس (b.sub)، باسیلوس اسفریکوس (b.sph)، باسیلوس ام 19 (m19)، باسیلوس ام 11 (m11) بودند. سویه ها بر روی نوترینت آگار کشت داده شدند و سپس به پلی یورتان به عنوان تنها منبع کربن و نیتروژن در حداقل محیط پایه نمکی، (محیط پایه نمکی شامل k2hpo4، fecl3، mgso4، 2so4(nh4) به ترتیب با غلظت 2، 004/0، 04/0، 1 گرم بر لیتر) یا به مانیتول، تحت شرایط استریل یا غیراستریل تلقیح شدند. از طرفی در طی بررسی های صورت گرفته در قبل، مشخص شد که تحت محیط پروتئینی نوترینت-براث، سویه های فوق فعالیت پروتئازی از خود نشان دادند. از این رو تجزیه بیولوژیکی این پلیمر خاص در چنین محیطی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی میزان تخریب پذیری پلیمرها، سنجش هایی نظیر: درصد افت وزن و ویسکوزیته، مطالعه سطح به وسیله sem، ft-ir، xrd و بررسی پایداری گرمایی قبل و بعد از تخریب، به عمل آمد.

با توجه به نیاز بسیار فراوان و روز افزون به استفاده از سیستم های بر پایه آب، لازم است تا در این زمینه تحقیقاتی مطابق با نیاز صنعت کشور صورت بگیرد. لذا بر آن شدیم تا یک پروژه بسیار نزدیک با صنعت کشور و نیاز بازار را انجام دهیم. در این تحقیق تلاش برای سنتز نسل جدید پلی یورتان های دو جزئی پایه آبی، بر پایه هگزا متیلن دی ایزوسیانات، انجام گرفت. این سیستم‏ها از دو جزء تشکیل شده‏اند. یک جزء شامل رزین کوپلیمر پلی آکریلیک پخش آبی است که توسط پلیمر شدن رادیکالی تهیه می شود و جزء دوم، یک پیش پلیمر حلقوی ایزوسیانورات بر پایه هگزا متیلن دی ایزوسیانات است که به منظور پخش شدن راحت تر در محیط آبی، توسط گروه های آب دوست پلی اتیلن گلایکول 400 (peg-400)، به صورت جزئی اصلاح شده است که به عنوان عامل شبکه کننده در این سیستم‏ها مورد استفاده قرار می گیرد. این تحقیق در سه بخش اصلی انجام شد. بخش اول شامل تهیه رزین آکریلیک پخش آبی و بهینه کردن ویسکوزیته و جرم مولکولی آن است. این رزین ابتدا به روش پلیمر شدن رادیکالی در حلال اتیل استات، از مونومرهای متیل متاکریلات (mma)، بوتیل اکریلات (ba)، 2-هیدروکسی اتیل اکریلات (hea) و آکریلیک اسید (aa) تهیه گردید و پس از خنثی سازی گروه های اسیدی توسط تری اتیل آمین (tea)، در محیط آبی پخش شد و یک رزین پخش آبی پایدار تهیه گردید. بررسی های ft-ir، h-nmr1، sec، اندازه ذره و ویسکوزیته بر روی رزین تهیه شده انجام شد و نتایج قابل قبولی بدست آمد. به منظور تجاری سازی این پروژه، تمام مونومرها به صورت صنعتی و همراه با ناخالصی مورد استفاده قرار گرفتند. در بخش دوم، پیش پلیمر ایزوسانورات hdi اصلاح شده با گروه های peg-400، سنتز شد. در این بخش ابتدا پیش پلیمر ایزوسیانورات، طی یک واکنش خود افزایشی، در حضور کاتالیزور tbto، از هگزا متیلن دی ایزوسیانات سنتز شد. علت سنتز این نوع پیش پلیمر این است که چون حلقه های ایزوسیانورات بسیار پایدار هستند، خواص بسیار مطلوبی از قبیل مقاومت به مواد شیمیایی، میزان جذب حلال، پایداری در برابر uv و همچنین پایداری حرارتی بالا را در پوشش های نهایی ایجاد می کنند. اما چون سیستم های بر پایه آبی مد نظر بود، لذا این پوشش که کاملاً آب گریز است، توسط گروه های آب دوست peg-400 به صورت جزئی واکنش داده شد تا خاصیت آب دوستی این پوشش ها بهتر شده و پخش آن ها در جزء اول که پلی آکریلیک پایه آبی بود، راحت تر انجام پذیرد. در بخش سوم این تحقیق، اختلاط دو جزء و تأثیر نسبت گروه های ایزوسیانات به هیدروکسی، مقدار کاتالیزور و سورفاکتانت بر روی خواص نهایی پوشش های تهیه شده بررسی شد. پارامترهای مختلفی از قبیل طول عمر مصرف اجزای مخلوط شده، مقاومت به مواد شیمیایی، مقاومت به حلال، تأثیر هر یک از اجزاء بر روی زمان پخت فیلم ها، میزان براقیت و مقاومت به خراش پوشش ها مورد بررسی قرار گرفت. خواص گرمایی این پوشش ها، با فرمول بندی های مختلف نیز مورد مطالعه قرار گرفت.

چکیده در این پژوهش پس از سنتز دی¬آمین¬های مختلف چالکونی و تریپتیسنی با استفاده از آنها و دی-ایزوسیانات¬های مختلف نظیر ipdi، mdi و hmdi پلی¬اوره¬های مختلف سنتز شدند. شرایط واکنش از نظر زمان، دما، کاتالیزور و نوع ایزوسیانات برای دست¬یابی به ویسکوزیته بالاتر و فیلم بهتر مورد بررسی قرار گرفت. پلیمرهاس سنتز شده به روش h-nmr و ft-ir شناسایی شدند و ویسکوزیته و میزان جذب آب محصولات نیز بررسی شد. همچنین پلی¬اوره با دی¬آمین تریپتیسنی به دو روش گرمادهی با حمام روغن و تابش ریزموج سنتز شد و ویسکوزیته پلیمرهای حاصل از این دو روش مقایسه شده، پایداری گرمایی آن¬ها به کمک روش tga و خواص گرمایی-دینامیکی آن¬ها به روش dmta مورد بررسی قرار گرفت. مورفولوژی سطح این پلیمرها به روش xrd و afm مورد بررسی قرار گرفت. میزان آبگریز بودن پلیمرها نیز به روش زاویه تماس مطالعه شد و مشخص شد که مقاومت حرارتی آن¬ها در رنج ℃200 می¬باشد، مدول اولیه و مدول رابری آن¬ها در رنج 6+ 8/4 تا 9+ 1/1است و این پلیمرها بر اساس آبگریز بودن دسته¬بندی می-شوند. در مرحله آخر نانوکامپوزیت پلی¬اوره و پلی-(اوره-یورتان) تهیه شد. ویسکوزیته نانوکامپوزیت¬ها مورد بررسی قرار گرفت. پراکندگی ذرات نانو در سطح پلیمر به کمک روش xrd و afm مورد بررسی قرار گرفت. خواص گرمایی آن به روش tga و خواص گرمایی-دینامیکی آن به روش dmta بررسی شد. مقاومت حرارتی نانوکامپوزیت در رنج ℃ 400، مدول اولیه و مدول رابری آن در رنج 9+ 8/6 تا 9+ 7/8 است. در مجموع حضور ذرات نانو در پلیمر مقاومت حرارتی و خواص گرمایی- دینامیکی پلیمر را بهبود می¬بخشد. کلیدواژه¬ها: پلی¬اوره، نانوپلی(اوره-یورتان)، تریپتیسن، نانو ذرات خاک رس