در سالهای اخیر تلاشهای زیادی برای گسترش پلیمرهای بالذاته پرانرژی صورت گرفته است. این پلیمرها به صورت گسترده به عنوان محمل در مواد منفجره با محمل پلیمری با هدف افزایش میزان رهایش انرژی استفاده می شوند. پلی گلیسیدیل نیترات، پلی اتری پرانرژی است که حضور عامل نیتراتو (2ono) به آن خواص پرانرژی می بخشد. پلی گلیسیدیل نیترات به علت چگالی بالا، محتوای اکسیژن بالا و انرژی تشکیل مناسب، به عنوان محمل پرانرژی از کارآیی مناسبی برخورداراست. پلی گلیسیدیل نیترات معمولاً به صورت پیش پلیمر مایع دو سر عامل دار سنتز می شود، که می تواند با دی ایزوسیانات شبکه ای شده، به صورت ماده ای لاستیکی در نقش محمل یا نظایر آن استفاده شود، همچنین می تواند به عنوان نرم کننده در ترکیبات پرانرژی بکار رود .پلی گلیسیدیل نیترات از پلیمرشدن اکسیران استخلافی با نیتراتو موسوم به گلیسیدیل نیترات، به روش کاتیونی حلقه گشا تهیه می شود. مونومر مذکور گرا ن قیمت بوده، به طور تجاری در دسترس نیست. در این تحقیق، مونومر گلیسیدیل نیترات از گلیسیرین در دو مرحله تهیه شد، اول نیتره شدن گلیسیرین با اسیدنیتریک در حضور دی کلرومتان به عنوان حلال و سپس تبدیل دی نیتروگلیسرین به گلیسدیل نیترات با اضافه کردن محلول هیدروکسید سدیم. ساختار شیمیایی محصول با طیف سنجی ftir، hnmr1، cnmr13 و جرمی شناسایی وگلیسیدیل نیترات تشخیص داده شد. دو اسلوب برای پلیمرشدن کاتیونی حلقه گشا وجود دارد، اسلوب انتهای فعال زنجیره) روش سنتی پلیمرشدن کاتیونی (و اسلوب مونومر فعال شده، در این تحقیق پلیمرشدن پلی گلیسیدیل نیترات با اسلوب مونومر فعال شده، انجام شد. حضور الکل (شروع کننده) و کاتالیزوراسیدی از ملزومات اسلوب مونومر فعال شده است. بالا بودن نسبت مولی گروه هیدروکسیل به کاتالیزور و افزایش آرام مونومر دو عامل کلیدی پلیمرشدن مونومر فعال شده هستند. o2.et3 bf،.thf3 bf، 4 snclبه عنوان کاتالیزور و 1و4-بوتان دی ال به کار رفتند. بر مبنای ادبیات تحقیق سنتز در نسبت بوتان دی ال به کاتالیزور 10،4و25 انجام شد. طیف سنجی ftir، hnmr1، cnmr13 ساختار شیمیایی محصولات را تأیید کرد. وزن مولکولی محصولات با دو روش تحلیل طیف hnmr1 و gpc اندازه گیری شد. محصول بهینه (بالاترین جرم مولکولی و کمترین مقدار الیگومر حلقوی) با نسبت بوتان دی ال به کاتالیزور 25 وکاتالیزور o2.et3 bf بدست آمد. خواص گرمایی پلیمرها با گرماسنج پویشی تفاضلی بررسی شد. دمای انتقال شیشه ای پلیمرها در حدود°c 40- و نزدیک به دمای کاربرد محملهای پرانرژی است. محصول بهینه دارای انرژی تخریب 2171 ژول بر گرم بود که با مقدار نظری گرمای انفجار پلی گلیسیدیل نیترات اختلاف کمی دارد که ناشی از شرایط آزمایش است.

در این پایان نامه به بررسی تاثیر پارامتر زمان برهمکنش در پروسه ساخت اداکت با استفاده از آنالیز گرما وزن سنجی و اندازه گیری مساحت سطح پرداخته شده است. همچنین پس از ساخت کاتالیست های زیگلر-ناتا مربوطه، میزان فعالیت و میزان فضاویژگی کاتالیست برای پلیمریزاسیون دوغابی پروپیلن بحث و بررسی گردیده است.

در این پروژه اداکت های mgcl2.metoh.nh2o حاوی مقادیر مختلف آب (2/0 ،4/0، 6/0، 8/0 و 0/1 درصد وزنی) که با روش سرد کردن مذاب تهیه شده اند، مورد بررسی قرار گرفته اند. برای مطالعه اثر آب بر میزان الکل، ساختار بلوری و مورفولوژی این اداکت ها از آنالیزهای پراش اشعه ایکس ،گرماوزن سنجی، تعیین مساحت سطح و میکروسکوپ الکترونی استفاده شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش میزان آب در اداکت درصد الکل و پایداری حرارتی اداکت ها کاهش و مساحت سطح آنها افزایش می یابد. همچنین با وجود تغییر شکل میکروکریستال های اداکت شکل کروی آنها حفظ می شود. با استفاده از این اداکت ها، مطابق با دستورالعمل مورد استفاده در گروه کاتالیست پژوهشگاه، کاتالیست های زیگلر ناتا نسل چهارم سنتز شد. با استفاده از آزمون uv درصد تیتانیم تمام کاتالیست ها تعیین شد. بعد از انجام پلیمریزاسیون، با توجه به حداکثر فعالیت کاتالیست ساخته شده، درصد بهینه آب 4/0 % تعیین و اداکت مربوطه برای ادامه آزمایشات انتخاب شد. سپس بعد از بررسی های اولیه و نتایج تحقیقات قبلی سه عامل موثر بر فعالیت کاتالیست های تهیه شده از اداکت های فوق، انتخاب شدند. این سه عامل نسبت حجمی تیتانیم تتراکلرید به تولوئن، دمای تزریق اول تیتانیم تتراکلرید و مدت زمان تزریق اول تیتانیم تتراکلرید می باشند. سپس برای به حداقل رساندن آزمون های مورد نیاز و کاهش خطاهای ناشی از محیط آزمایش، از یکی از روش های موثر طراحی آزمون به نام روش سطح پاسخ(rsm) استفاده گردید. از طرح آزمایشی box-behnkenبرای مدل کردن پاسخ بر مبنای عوامل موثر (p-value<0.05) استفاده شد.تحلیل واریانس نشان داد نسبت حجمی تیتانیم تتراکلراید به تولوئن موثرترین عامل روی فعالیت کاتالیست می باشد. همچنین درصد ایزوتاکتیسیتی پلیمرهای تولیدی و مورفولوژی کاتالیست ها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد کاتالیست ها تقریبا کروی بوده و پلیمرها دارای فضاویژگی نسبتا بالایی هستند

در این پایان نامه تاثیر شاخص جریان مذاب و سرعت جریان مذاب بر روی تخریب پلی الفینها با استفاده از دستگاه tga مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج نشان از تاثیر سرعت جریان مذاب بر روی انرژی فعال سازی و پهنای نمودار تخریب و تاثیر کمتر شاخص جریان مذاب بر روی تخریب دارد. نتایج نشان می دهد که در پلی الفینها کاهش شاخص جریان مذاب و سرعت جریان مذاب، مقاومت حرارتی پلیمر را افزایش داده و تخریب پلیمرها در دماهای بالاتر انجام می گیرد. در ادامه تاثیر اندازه ذرات پودر پلیمر در کنار جرم مولکولی به صورت همزمان بر روی تخریب پلی اتیلن سنگین ارزیابی شد. نتایج نشان داد که در این مورد نیز با کاهش شاخص جریان مذاب و افزایش اندازه ذرات، انرژی فعال سازی و دمای تخریب تا حدودی افزایش نشان میدهد و پودرهای پلی اتیلن سنگین با اندازه های بزرگتر و جرم مولکولی بالاتر، مقاومت حرارتی بالاتری از خود نشان داده و در دماهای بالاتر تخریب می شوند. در پایان نیز آزمونهای راکتوری پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی الفینها در یک راکتور همزن دار انجام شد. در پیرولیز پلی الفینها، دما و کاتالیست نقش اساسی در انتخاب پذیری محصول، میزان محصول و زمان واکنش آن داشتند. تاثیر گازهای حامل نیز در دو دسته فعال و غیر فعال بر اساس جرم مولکولی گاز حامل ارزیابی شد که نتایج نشان می دهد هیدروژن با کمترین جرم مولکولی و بیشترین فعالیت، بیشترین جرم مولکولی و کمترین میزان الفین را تولید می نماید. نتایج نشان می دهد که یک همزن حجیم مارپیچ به عنوان عامل انتقال حرارت-مخصوصا تشعشعی در دماهای بالا- تاثیر بسزایی بر روی پیرولیز داشته و در یک سرعت معین بسته به جنس و نوع همزن، بیشترین میزان محصول قابل تراکم را با شرایط فرایندی و راکتوری در این پژوهش تولید می شود.

پلی اتیلن سبک خطی، نوعی از کوپلیمرهای اتیلن با کومونومرهایی از قبیل 1-بوتن، 1-هگزن و 1-اکتن است که در صنعت، مصارف قابل توجهی دارند. در سنتز این کوپلیمرها در صنعت، از کاتالیست های متالوسن و زیگلر-ناتا استفاده می شود. استفاده از پیش برنده ها، که ترکیباتی با وزن مولکولی کوچک هستند، مقدار مصرف کاتالیست در سنتز پلی اولفین ها را کاهش می دهد. در این پروژه، با استفاده از پیش برنده ی از جنس هالوکربن ، تأثیر آن در سنتز کوپلیمرهای اتیلن/1-بوتن و اتیلن/1-هگزن بررسی شد. کوپلیمرهای اتیلن/1-بوتن و اتیلن/1-هگزن در درصدهای وزنی صفر ، 3 ، 5 ، 7 و 10 از کومونومر در خوراک، در حضور و غیاب پیش برنده (غلظت ثابت) سنتز شدند. در کوپلیمریزاسیون اتیلن/1-بوتن در غیاب هالوکربن، با افزایش کومونومر در خوراک، فعالیت کاتالیست از 18.3 تا 8.2 (kg copolymer/gr cat. h)، ویسکوزیته ذاتی از 12.0 تا 7.5 (dl/gr) و دمای ذوب کوپلیمر از 135.0 تا 125.7 (c?) کاهش یافت. زمانی که در کوپلیمریزاسیون اتیلن/1-بوتن از هالوکربن استفاده شد، فعالیت کاتالیست حدود 2 برابر برای هموپلیمریزاسیون اتیلن و در حدود 0.7 تا 1.5 برابر برای نسبت های 3 تا 10 درصد وزنی از 1-بوتن در خوراک افزایش یافت. همچنین با افزایش 1-بوتن در خوراک، فعالیت کاتالیست از 34.6 تا 13.0 (kg copolymer/gr cat. h)، ویسکوزیته ذاتی از 9.0 تا 6.0 (dl/gr) و دمای ذوب کوپلیمر از 135.3 تا 125.7 (°c) کاهش یافت. در کوپلیمریزاسیون اتیلن/1-هگزن، تا 3 درصد وزنی از کومونومر در خوراک، در غیاب هالوکربن، فعالیت کاتالیست از 17.8 تا 21.4 kg copolymer/gr cat. h افزایش یافت که با افزایش بیشتر کومونومر تزریقی در خوراک، فعالیت کاتالیست کاهش یافته و از 21.4 به 16.3 (kg copolymer/gr cat. h) رسید. همچنین با افزایش کومونومر در خوراک، ویسکوزیته ذاتی از 11.0 تا 7.7 (dl/gr) و دمای ذوب کوپلیمر از 135.2 تا 128.8 (c°) کاهش یافت. در کوپلیمریزاسیون اتیلن/1-هگزن با حضور هالوکربن، فعالیت کاتالیست حدود 2 برابر برای هموپلیمریزاسیون اتیلن و در حدود 1.1 تا 1.3 برابر برای نسبت های 3 تا 10 درصد وزنی 1-هگزن در خوراک افزایش یافت. با افزایش 1-هگزن در خوراک، فعالیت کاتالیست از 35.5 به 20.0 (kg copolymer/gr cat. h)، ویسکوزیته ذاتی از 9.8 تا 8.0 (dl/gr) و دمای ذوب کوپلیمر از 135.4 تا 130.5 (c°) کاهش یافت. با مقایسه نتایج بدست آمده دیده شد که، در کوپلیمرهایی که از هالوکربن استفاده شده، مقدار ویسکوزیته ذاتی کمتر از کوپلیمرهای بدون هالوکربن می باشد. همچنین شیب کاهش ویسکوزیته در کوپلیمرهای با هالوکربن با افزایش کومونومر در خوراک کمتر از کوپلیمرهای در غیاب هالوکربن می باشد. با افزایش کومونومر در خوراک برای کوپلیمرهای در حضور و غیاب هالوکربن دمای ذوب روند کاهش نشان می دهد. همچنین مشخص شد که هالو کربن تأثیر بسیار کمی روی نقطه ذوب کوپلیمر دارد و منجر به افزایش بسیار کم دمای ذوب کوپلیمر می شود.

در این پایان نامه نگه دارنده های اتانولی mgcl2.netoh.minternal donor حاوی الکترون دهنده های dibp، dnbp، eb و mpt با استفاده از روش سرد کردن مذاب تهیه شدند. به منظور شناسایی الکترون دهنده ها از آزمون طیف سنجیdrift-ftir استفاده شد. از آنالیز های xrd و tga به ترتیب برای بررسی ساختار بلورینگه دارنده ها و تعیین مقداراتانول در نگه دارنده استفاده شد. آزمون dsc نیز برای مقایسه دمای بلورینگی و ذوب پلیمر ها و هم چنین شناسایی کیفی توزیع وزن مولکولی به کار گرفته شد. بررسی آزمون طیف سنجیir نشان می دهد که، نگه دارنده حاوی الکترون دهنده پیک کر بو نیل در فاصله cm-1 1700-1800 در مقایسه با نوع مرسوم نگه دارندهmgcl2.netohدارد، و فرکانس گروه عاملی کر بو نیل در کاتالیست نسبت به فرکانس گروه کربونیل در نگه دارنده به فرکانس ها ی پایین تر ی شیفت می یابد. نتایج xrd نشان داد، حضور الکترون دهنده در نگه دارنده ها بر ساختار بلوری و هم چنین الگوی پراش نگه دارندهتأثیرگذار نبوده است. نتایج حاصل از آزمون اندازه گیری مساحت سطح به روشbet نشان می دهد، الکترون دهنده فضا ی بین صفحات منیزیم کلراید را اشغال کرده و سبب کاهش مساحت سطح نگه دارنده نسبت به نگه دارنده مرجع می شود. بررسی نتایج tga نشان داد که، افزودن الکترون دهنده سبب خروج الکل در دما ها ی بالا تری می شود. کاتالیست هایسنتز شده با نگه دارنده های حاوی الکترون دهنده در مقایسه با کاتالیست های مرسوم بر پایه mgcl2.netoh مساحت سطح و مقدار تیتانیم باقی مانده بیشتر ی را دارند. کاتالیست های با فرمولاسیون جدید فعالیت و تک نظمی کمتری در پلیمریزاسیون پروپیلن در مقایسه با نوع مرسوم کاتالیست ها نشان دادند. نتایج dsc تغییر زیاد ی را در دما ی ذوب و بلورینگی پلیمر ها نشان نداده و تنها پهن شدگی قابل ملاحظه ای در ترموگرام مربوط به پلیمر ها یی که نگه دارنده های کاتالیست های آن-هابا استفاده از فرمولاسیون جدید سنتز شده بودند، مشاهده شد.

مهم ترین کاربرد آلفا اولفین های سبک، تولید پلی اتیلن سبک خطی با دانسیته پایین (lldpe) از طریق کوپلیمریزاسیون اتیلن با 1-بوتن، 1-هگزن و 1-اکتن است. روشی که امروزه به دلیل کارایی و ارزش اقتصادی بالا مورد توجه قرار گرفته، الیگومریزاسیون انتخابی اتیلن خصوصاً تریمریزاسیون اتیلن است. به همین منظور کاتالیست تریمریزاسیون اتیلن کروم تریس(2- اتیل هگزانوآت) جهت تولید انتخابی 1-هگزن سنتز شد و شناسایی آن با ft-ir انجام گرفته شد. تأثیر 8 نوع هالوکرین، نوع و مقدار کمک کاتالیزور و نوع لیگاند روی فعالیت و گزینش پذیری کاتالیزور تریمریزاسیون فیلیپس که شامل [کروم تریس(2- اتیل هگزانوآت)/ 2،5- دی متیل پیرول/alet3/هالوکربن] برای تولید 1-هگزن بررسی و بهینه شد. شرایط بهینه شده شامل کمک کاتالیزور تری اتیل آلومینیم، لیگاند 2،5- دی متیل پیرول، هالوکربن 1،1،2،2- تتراکلرواتان و نسبت ar/cr= 55به دست آمد. تریمریزاسیون اتیلن در شرایط بهینه شده انجام شد و 1-هگزن به صورت انتخابی (گزینش پذیری 98%) با راندمان g 1-hex/g cr.h 135000 تولید شد. در ادامه پلیمریزاسیون و کوپلیمریزاسیون اتیلن/1-هگزن با کاتالیزور صنعتی فیلیپس cs 221 بازل انجام شد. شرایط بهینه شامل نسبتal/cr=40، دمای پلیمریزاسیون 0c 90، فشار 20 بار اتیلن، درصد بارگذاری کروم (0/2درصد وزنی) و دمای کلسیناسیون 0c 750 و حلال هگزان بدست آمد. مشاهده شد اثر کومونومر در کاتالیزورهای صنعتی فیلیپس همانند کاتالیست های زیگلر-ناتا و متالوسن نیز وجود دارد. تأثیرات کومونومر 1-هگزن از قبیل افزایش فعالیت، کاهش دمای ذوب و کاهش ویسکوزیته ذاتی پلیمر دیده شد. برای تهیه پلی اتیلن سبک خطی با دانسیته پایین از پلیمریزاسیون آبشاری کاتالیزور تریمریزاسیون فیلیپس همراه با کاتالیزور پلیمریزاسیون فیلیپس cs 221 بازل استفاده شد.. نتایج آنالیز dsc و ویسکومتری پلیمریزاسیون آبشاری کاهش نقطه ذوب، بلورینگی، وزن مولکولی و ویسکوزیته ذاتی را نشان داد.

کاتالیزورهای زیگلر- ناتا به عنوان یک دسته مهم از کاتالیزورهای صنعتی نقش بسزا و ویژه ای در تولید پلی الفین ها دارند. اما استفاده از این کاتالیزورها برای پلیمریزاسیون آلفا- الفین های سنگین به دلیل حجیم بودن مونومرها و وجود شاخه های جانبی آنها نتیجه مناسبی را به ما نمی دهد. زیرا پلیمریزاسیون آلفا- الفین های سنگین با این نوع کاتالیزورها فعالیت و فضاویژگی بسیار پایینی دارند. با توجه به اینکه پلی آلفا- الفین های سنگین پلیمرهای بسیار پرکاربرد در محدوده وسیعی از وزن مولکولی خود هستند پس وجود سیستم کاتالیزوری که بتواند این مشکل را حل کند بسیار حائز اهمیت است. سیستم کاتالیزوری ticl4/mgx2 (منیزیم کلراید و منیزیم اتوکساید) پرمصرفترین سیستم های کاتالیزوری زیگلر-ناتا در تولید پلی الفین ها هستند. از جمله محدودیت های این سیستم کاتالیزوری در پلیمریزاسیون آلفا- الفین های سنگین مربوط به کم بودن فعالیت و فضاویژگی پایین است. برای برطرف کردن مشکل فوق در این پروژه از سیستم کاتالیزوری ticl4/mgx2 همراه با هالید فلزی fecl3 و ترکیب آن با هالید شبه فلزی sicl4 در دو مرحله اصلاح پایه و کاتالیزور و همچنین چند نوع الکترون دهنده داخلی و خارجی استفاده شد

در این تحقیق کوپلیریزاسیون استایرن و آکریلونیتریل به روش پلیمریزاسیون تعلیقی در دمای 70 درجه سانتیگراد مورد بررسی قرار گرفت. عوامل موثر بر خواص فیزیکی و مکانیکی از جمله درصد آکریلو نیتریل در کوپلیمر ، متوسط جرم مولکولی کوپلیمر و نیز عوامل تعیین کننده این فاکتور ها مورد بررسی قرار گرفته اند. بهترین خواص فیزیکی و مکانیکی کوپلیمر در کوپلیمری با 24 درصد وزنی آکریلو نیتریل قابل حصول است که با توجه به حلالیت آکریلو نیتریل در مونومر 30 درصد وزنی بدست آمد. برای سنتز کوپلیمری با متوسط جرم مولکولی مورد نظر میزان شروع کننده لوریل پراکسید 1 درصد وزنی مونومر و میزان عامل انتقال نرمال دودسیل مرکاپتان 75/0 درصد وزنی مونومر بدست آمد. عامل تعلیق مصرفی تری کلسیم فسفات انتخاب گردید که با توجه به منشا معدنی این ماده و ارزان قیمت بودن آن انتحاب گردید.