بسپارش رسوبی نوعی روش بسپارش غیرهمگن است که در آن مونومر و شروع کننده در حلال واکنش حل شده ولی زنجیرهای بسپار در حلال قابل حل نمی باشند و به صورت ذرات ریز در حلال رسوب می کنند. از مزیت های این بسپارش می توان به سرعت بیشتر آن و جداسازی آسانتر محصول از حلال اشاره کرد. پلی آکریل آمید-2-آکریل آمیدو-2-متیل پروپان سولفونیک اسیدوهمچنین پلی آکریل آمید-سدیم آلیل سولفونات سنتز شده به روش رسوبی به عنوان یک بسپار محلول در آب به دلایلی از جمله فراوانی، در دسترس بودن، تنوع پذیری یکی از پرکاربردترین بسپارها بوده است. امروزه یکی از کاربردهای مهم و اصلی سنتزبسپارشهای اشاره شده در بالا 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 آکریل آمید-2-آکریلو آمیدو-2-متیل پروپان سولفونیک اسید و همچنین پلی آکریل آمید-سدیم آلیل سولفونات شبکه ای شده با شبکه ساز1و6هگزان دی ال دی آکریلات hdda(بلند زنجیر) به روش رسوبی سنتز شده است. ابتدا مشکلات بسپارش رسوبی مورد بررسی قرار گرفت و جهت بهبود خاصیت غلظت دهندگی مقدار بهینه برای آغازگر و زمان واکنش بررسی شد و فرمولبندی بهینه برای سنتز این بسپار به روش بسپارش رسوبی ارائه شد. سپس به سنتز کو پلیمر های خطی پرداختیم و پس از انتخاب نسبت مولی بهینه به سنتز پلیمر شبکه ای شده پر داختیم. این بسپارش به روش رسوبی در حلال آلی 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 پلی آکریل آمیدو-2-آکریلو آمیدو-2-متیل پروپانسولفونیک اسیدو همچنین پلی آکریل آمیدو-سدیم آلیل سولفونات و همچنین اثبات افزایش حضور شبکه ساز پلیمر شبکه ای شده بکار گرفته شد. مشخصات گرمایی این بسپار به کمک دستگاه dsc مطالعه و ثابت شد که پلی آکریل آمیدو-2-آکریل آمیدو-2-متیل پروپان سولفونیک اسیدو پلی آکریل آمیدو-سدیم آلیل سولفونات شبکه ای شده با hdda پایداری گرمایی بیشتری نسبت به گونه های خطی خود دارند. برای سنجش خاصیت غلظت دهندگی، نمونه ها تحت شرایط ثابت (دما، زمان) قرار داده شدند سپس با دستگاه گراوی سنج بروکفیلد مورد آزمایش قرار گرفت. جهت ارزیابی استحکام نمونه ها به بررسی خواص ریولوژیکی ژل ساخته شده از نمونه های سنتز 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. چکیده کشف مواد نانوپروس توجه محققان را برای توسعه و طراحی نانو کاتالیست های جدید به خود جلب کرده است. یکی از روش های بهبود خواص مواد نانو پروس، عامل دار کردن این مواد با گروههای عاملی مختلف می باشد. از بین انواع گوناگون مواد نانوپروس عامل دار شده، نانوپروس های عامل دار شده با گروههای عاملی آلی به خاطر کاربردهای گسترده در کاتالیست ها، بیشتر مورد توجه بوده است. این ترکیبات دارای ویژگی های بسیار، مانند افزایش سطح، افزایش پایداری حرارتی می باشند. در این طرح پژوهشی از نانو کاتالیست جدیدmcm-41-so3h به عنوان نانوراکتور در انجام واکنش ها استفاده شده است. بدلیل اهمیت روز افزون ترکیبات هترو سیکل و کاربردشان در زمینه های مختلف دارویی وکشاورزی، به سنتز ترکیبات هتروسیکل (1¸4-دی هیدرو پیریدین ها و 14-آریل-14-h-دی بنزو[a,j]-زانتن ها) با بهره گیری از روشهای روز و با استفاده از نانوکاتالیست ناهمگن mcm-41-so3h در راستای عمل به اصول شیمی سبز پرداخته شده است و سعی بر این شده، که دیدگاهی ازفایده های فراوان علم نانو در راستای سنتز ترکیبات هتروسیکل بر پایه دارو ها ارائه گردد. در سال های اخیر توجه زیادی بر روی سنتز مشتقات1، 4- دی هیدروپیریدین ها از جمله نیفدیپین، آمولدیپین و فلودیپین متمرکز شده است که به عنوان مهار کننده کانال کلسیم و دسته مهمی از داروهای تنظیم کننده ضربان های نا منظم قلب شناخته شده اند. به این منظور در این پژوهش ما به بررسی سنتز مشتق های 1¸4-دی هیدرو پیریدین ها، با استفاده از واکنش تراکم تک ظرفی سه جزء آلدهید، اتیل استواستات و آمونیوم استات در حضور نانو کاتالیست اسیدی جامدmcm-41-so3h پرداختیم. زانتن ها، ترکیبات هتروسیکل مهمی هستند که از لحاظ بیولوژیکی و داروئی بسیار فعال بوده و در صنعت رنگ نیز کاربردهای فراوانی دارند. در این راستا، ما به بررسی سنتز14-آریل-14-h-دی بنزو[a,j]-زانتن ها با استفاده از آلدهید و 2-نفتل در حضور نانو کاتالیست اسیدی جامد mcm-41-so3hتحت امواج اولتراسونیک در حضور حلالهای سبز آب و اتانول پرداختیم.

پلی بوتادین دارای ایزومر های متفاوتی می باشد که نحوه ی قرارگیری آنها در ساختار زنجیر بر روی تخریب پلی بوتادین تاثیر بسزایی دارد. از طرف دیگر هنگامی که جرم مولکولی پلی بوتادین کاهش یابد، گروه های انتهای زنجیر بر روی طیف های رزونانس مغناطیسی هسته تاثیر گذاشته و باید تخریب با توجه به این تاثیر بررسی گردد. تخریب پلی بوتادین در شرایط متنوعی مانند: تخریب حرارتی در دمای oc250، تخریب با پرتو الکترون که همگی در یک اتمسفر خنثی انجام می شوند، با تکنیک های متنوع دستگاهی مانند رزونانس مغناطیسی هسته کربن-13 و هیدروژن-1 و کروماتوگرافی ژل تراوایی، قبل از شبکه ای شدن کامل بررسی گردید. در این مطالعه انواع متنوعی از پلی بوتادین با جرم مولکولی پایین با درصدهای متفاوت از ایزومر 1و2-وینیل، انتخاب گردیدند. برای تخریب حرارتی، نمونه های خالص و مخلوط شده از این پلی بوتادین ها در زمان های متوالی حرارت داده شدند. طیف های رزونانس مغناطیسی هسته کربن-13 نشان دادند که دو نوع مکانیسم متفاوت شبکه ای شدن که هر دو گروه های متیل ایجاد می کنند، وجود دارد. مکانیسم اول واکنش بین دو ایزومر 1و2-وینیل از دو زنجیر مختلف و مکانیسم دوم واکنش بین یک ایزومر 1و2-وینیل با یک ایزومر سیس یا ترانس از دو زنجیر مختلف می باشد. همچنین طیف های رزونانس مغناطیسی هسته کربن-13 نشان دادند که حضور ایزومر 1و2-وینیل در ساختار پلی بوتادین جهت شبکه ای شدن ضروری می باشد. علاوه بر این تنها ایزومر های سیس و ترانسی می توانند در مکانیسم دوم شبکه ای شدن شرکت کنند که ایزومر 1و2-وینیل از سر به آنها چسبیده باشد. برای تخریب تشعشعی پلی بوتادین های متفاوت در معرض حداکثر 320 kgy برای تابش الکترون قرار گرفته اند. در تخریب الکترونی نتایج کروماتوگرافی ژل تراوایی، دو پدیده را نشان داد. یکی از آنها شبکه ای شدن در کنارشکست زنجیری تا 320 kgy و دیگری وابستگی شدید شبکه ای شدن به حضور ایزومر 1و2-وینیل می باشد. از طرف دیگر تکنیک های متنوع رزونانس مغناطیسی هسته نشان داد که در تخریب الکترونی پیوند های دوگانه در اثر شبکه ای شدن کاهش می یابند که در این میان کاهش باند های دوگانه ایزومر 1و2-وینیل در مقایسه با ایزومر 1و4 بسیار بیشتر می باشد

پلیمریزاسیون رسوبی نوعی روش پلیمریزاسیون غیرهمگن است که در آن مونومر و شروع کننده در حلال واکنش حل شده ولی زنجیرهای پلیمری در حلال قابل حل نمی باشند و به صورت ذرات ریز در حلال رسوب می کنند. از مزیتهای این پلیمریزاسیون نسبت به پلیمریزاسیون محلولی می توان به سرعت بیشتر آن و جداسازی آسانتر محصول پلیمری از حلال اشاره کرد. ذرات تهیه شده در پلیمریزاسیون رسوبی نسبت به پلیمریزاسیون تعلیقی کوچکتر بوده و دارای توزیع یکنواخت تری می باشند. ضعف مهم این روش پلیمریزاسیون، کوچک بودن متوسطهای وزن مولکولی نسبت به یمریزاسیونهای محلولی و تعلیقی است.مدلهای مختلفی برای محاسبه مشخصات پلیمرهای سنتز شده در روش پلیمریزاسیون رسوبی ارایه شده است. در این پروژه از مدل پلیمریزاسیونهای همزمان، که برای پلیمریزاسیون رسوبی مونومرهای محلول در آب در حلالهای هیدروکربنی کاربرد دارد، استفاده می شود. در این پروژه ابتدا روش ممانهای محدود شرح داده شده و سپس متوسطهای عددی و وزنی درجه پلیمریزاسیون و شاخص پراکندگی پلیمرهای سنتز شده در هر دو فاز پیوسته و پراکنده به صورت همزمان محاسبه می شوند. مقادیر محاسبه شده در فاز پراکنده مطابق با نتایج تجربی بوده ولی شاخص پراکندگی پلیمرهای سنتز شده در هر دو فاز پیوسته و پراکنده کمتر از شاخص پراکندگی در روشهای دیگر پلیمریزاسیونهای رادیکال آزاد است. مطابق نتایج به دست آمده در این پروژه، در پلیمریزاسیون رسوبی مونومرهای محلول در آب، واکنش تجزیه شروع کننده در فاز پیوسته و واکنشهای اختتام و انتشار عمدتاً در فاز پراکنده انجام می شوند و پلیمریزاسیون رسوبی آکریل آمید در حلالهای هیدروکربنی از تابع توزیع شولتز- فلوری پیروی می کند.در بخش تجربی این پروژه، علاوه بر مقایسه مقادیر اندازه گیری شده در این بخش با مقادیر محاسبه شده در بخش مدلسازی، تأثیر غلظت مونومر و غلظت شروع کننده بررسی می شود. با کاهش غلظت شروع کننده و افزایش غلظت مونومر، متوسطهای عددی و وزنی درجه پلیمریزاسیون در هر دو فاز پیوسته و پراکنده افزایش می یابد. در پلیمریزاسیون رسوبی آکریل آمید در حلالهای هیدروکربنی، واکنشهای ناخواسته ایمیدی شدن و واکنشهای انتقال زنجیر به پلیمر (شاخه ای شدن زنجیرها) اتفاق نمی افتد و زنجیرهای پلیمری سنتز شده اتاکتیک هستند.

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.

پلیمر شدن امولسیونی وارون روشی است که در سال های اخیر به صورت تجاری برای تهیه میکروژل ها، غلظت دهنده ها و منعقدسازهای آکریلیکی استفاده می شود. قابلیت تولید پلیمرهایی با جرم مولکولی بالا و در سرعت های بالای پلیمر شدن در این روش وجود دارد. استفاده مستقیم محصول پلیمر شدن به صورت لاتکس از مزایای این روش در مقایسه با روش پلیمر شدن محلولی است که نیاز به فرآیندهایی نظیر خرد کردن وخشک کردن دارد. این پروژه دارای 2 فاز اصلی می باشد. در فاز اول تولید لاتکس هایی بر پایه کوپلیمر سدیم آکریلات آکریلیک اسید (naaa-aa) به روش امولسیون وارون انجام شد. شبکه سازهای دی گلیسیدیل اتری (degdge, pegdge) با طول زنجیر مختلف به عنوان عامل شبکه ای کننده در پلیمر شدن امولسیونی وارون استفاده شد. واکنش مونومرها با عامل شبکه ای کننده توسط تکنیک ftir اثبات شد .برای بهبود خواص مکانیکی میکروژل های تولید شده همراه با خواص غلظت دهندگی آنها از 3 نوع پرکننده مختلف کلوزیت 30b ، سیلیکا و سلولز با استفاده شد. خواص غلظت دهندگی و رئولوژیکی این میکروژل های کامپوزیتی در ترکیب درصدهای مختلف ذرات مورد بررسی قرار گرفته و با هم مقایسه شدند. زوج آغازگر آمونیوم پرسولفات+ تترامتیل اتیلن دی آمین (aps+tmeda) به عنوان آغازگر ردوکس استفاده شد. نتیجه این آزمایش ها دست یافتن به درصد تبدیل های بالا و همچنین توانایی تولید میکروژل های خطی با قابلیت غلظت دهندگی لاتکس بود. اثر 2 نوع مونومر آبدوست آکریل آمید (am) و 2- آکریل آمید و -2- متیل پروپان سولفونیک(amps) نیز بر خواص غلظت-دهندگی میکروژل های سنتز شده بررسی شد. اثر عواملی مانند ترکیب درصد مونومرهای مختلف و همچنین نسبت فاز آبی به آلی در امولسیون وارون اولیه بر غلظت دهندگی میکروژل ها مورد بررسی قرار گرفت. در فاز دوم هیدروژل های هیبریدی بر پایه زیست توده هسته خرما تهیه شد. اصلاح سطح زیست توده هسته خرما به عنوان منبع پلی ساکارید ، به وسیله لاتکس های پلیمری مختلف تهیه شده از فاز اول پروژه انجام شد. این فرآیند سبب تبدیل زیست توده کم ارزش به یک هیدروژل ارزشمند نیمه سنتزی می شود. بهینه سازی شرایط واکنش اصلاح سطح و بررسی اثر عوامل مختلفی مانند ترکیب درصد مونومرهای مختلف در لاتکس پلیمری، نسبت فاز آبی به آلی در لاتکس پلیمری و دمای واکنش اصلاح روی خواص تورمی هیدروژل های بدست آمده انجام شد. هیدروژل هیبریدی پایه هسته خرما با 60% جزء طبیعی و 40% جزء سنتزی و مقدار تورم 06/71 گرم / گرم تهیه شد. خواص تورمی، حرارتی، مکانیکی، رئولوژیکی و مورفولوژیکی هیدروژل-های هیبریدی بررسی شد. از روش های آزمایشگاهی خاصی مانند آنالیز اسپکتروسکپی زیر قرمز (ftir) ، میکروسکوپ الکترونی پویشی (sem) ، آنالیز گرمایی دینامیکی – مکانیکی (dmta) ، آنالیزگرها وزن سنجی (tga) و ... استفاده شد.

میکروژل ها به خانواده ذرات پلیمری شبکه ای شده با اندازه میکرون تعلق دارند که مشخصه بارز آنها توانایی متورم شدن در یک حلال خوب است،که انتخاب چنین حلالی تابعی از ساختار شیمیایی پلیمر می باشد. میکروذرات شبکه ای شده در تماس با بعضی حلال ها نفوذ ناپذیر باقی می ماند و متورم نمی شود واما ممکن است در گروهی دیگر از حلال ها متورم شده و به میکروژل تبدیل شوند. یکی از روش های تهیه میکروژل ها روش پلیمریزاسیون رسوبی می باشد. پلیمریزاسیون رسوبی یک روش پلیمریزاسیون غیر همگن 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 رسوب می کنند. ازمزیت های این روش پلیمریزاسیون می توان به سرعت بالای آن و جداسازی آسان پلیمر از حلال اشاره کرد. پلی آکریلیک سنتز شده به روش رسوبی به عنوان یک پلیمر محلول در آب به دلایل فراوانی همچون فراوانی، در دسترس بودن و متنوع بودن یکی از پرکاربرد-ترین پلیمرهامی باشد. در این پایان نامه، برای اولین بار پلی آکریلیک اسید شبکه ای شده با دو نوع شبکه ساز بر ترکیبات اپوکسی و ترکیبات الکلی به روش پلیمریزاسیون رسوبی سنتز شد. از آنجایی واکنش شبکه ای شدن یک واکنش تراکمی است، حدس زده می شد که تمام گروه¬های اپوکسی و الکلی در مرحله پلیمریزاسیون با گروه¬های اسید(-cooh) وارد واکنش نشده اند. در نتیجه حلقه های اپوکسی و گروه های الکلی واکنش نداده می توانند در مرحله خشک کردن وارد واکنش با گروه¬های اسیدی در زنجیر پلیمر شده و باعث کامل شدن واکنش شبکه ای شده زنجیرهای پلی آکریلیک اسید شوند. که این مرحله حرارت دهی را مرحله فرا پخت (post curing stage) نامیده شد. تاثیر غلظت شبکه سازهای و زمان و دمای مرحله فرا پخت بر خواص مختلف (از جمله خواص تورمی و محتوای ژل و دمای انتقال شیشه¬ای وخواص رئولوژیکی) نمونه ها تهیه شده موردبررسی قرار گرفت. مقایسه ای بین خواص میکروژل ها مانند ویسکوزیته چرخشی و خواص رئولوژیکی نمونه های تهیه شده با روش جدید شبکه ای شدن و نمونه های تهیه شده با شبکه سازهایی از نوع وینیلی (شبکه سازهای متداول) انجام شد. نتایج نوید دهنده یک طبقه جدید از میکروژل ها با کارایی زیاد در محصولات لوازم آرایشی (لوسیون ها و کرم ها) را نشان دادند.