نانوالياف و فيلم هاي پليمري داراي كاربردهاي گسترده در زمينه هاي مختلف هستند و وجود تركيبات فوتوكروميك در اين نانوالياف ها و فيلم ها سبب ايجاد خاصيت هوشمندي (پاسخگو به نور) در آنها مي شود. در اين ثبت اختراع، از تركيب فوتوكروميك اسپايروپيران به علت داشتن ويژگي هايي مانند سرعت پاسخ دهي و ايزومريزاسيون بالا به محرك نور و آب، مقاومت خستگي بالا و همچنين سنتز آسان استفاده شد. به طور كلي تركيب فوتوكروميك اسپايروپيران (SPOH) طي سه مرحله سنتز و لاتكس حاوي كوپليمر متيل متاكريلات- 2-هيدروكسي اتيل متاكريلات به روش پليمريزاسيون امولسيوني تهيه و سپس فرآيند لخته گيري و خشك كردن انجام شد. در مرحله بعد، لخته حاصل شده در حلال دي متيل فرماميد (DMF) حل و در نهايت مقدار مشخصي از تركيب فوتوكروميك اسپايروپيران به محلول (63/3 ميلي مولار) اضافه گرديد. از محلول هوشمند تهيه شده جهت تهيه فيلم و نانوالياف به ترتيب از روش ريخته گري حلالي و الكتروريسي استفاده شد. آناليزهاي DLS ، FTIR و SEM به ترتيب از نانوذرات و نانوالياف ها و فيلم ها گرفته شد و نتايج آناليز DLS نشان دهنده اندازه نانوذرات زير 100 بود. نتايج آناليز SEM از نانوالياف تهيه شده نشانگر مورفولوژي صاف و بدون مهره در آن ها مي باشد. جهت بررسي وجود گروه هاي عاملي در كوپليمر HEMA-co-MMA آناليز شناسايي FTIR گرفته شد و به واسطه آن گروه هاي عاملي موجود در آن ها تاييد شد. در نهايت ميزان و سرعت پاسخگويي نانوالياف ها و فيلم هاي تهيه شده جهت پاسخ به نور UV، رطوبت و قطره آب با هم مقايسه گرديد. در نمونه MH/SPOH@NF، قابليت نوشتن/پاك كردن تجديدپذير با آب مورد بررسي قرار گرفت كه نشان دهنده رفتار هوشمند و كارايي بالاي آن جهت استفاده در كاربردهاي مدنظر مي باشد.

در اختراع پيش رو كه داراي دو زمينه شيمي پليمر و مهندسي پليمر مي باشد، براي اولين بار، اصلاح كننده ضربه كوپليمر متيل متآكريلات-بوتادي ان-استايرن (MBS) براي پلاستيك پلي وينيل كلرايد (PVC) به وسيله پيوند زني متيل متآكريلات بر روي ذرات لاتكس پلي بوتادي ان از طريق پليمريزاسيون امولسيوني دانه اي تهيه شد. در اين اختراع فرآيند پليمريزاسيون پيوندي در دماي محيط و به وسيله سيستم هاي آغازگر اكسايش-كاهش با درصد تبديل بالا(% 94˃) انجام شد. نتايج آناليز هاي ميكروسكوپي الكتروني عبوري (TEM)، گرماوزن سنجي (TGA) و توزيع اندازه ذرات توسط پراكنش نوري ديناميك (DLS) موفقيت آميز بودن فرآيند پيوند زني را مورد تاييد قرار مي دهند. همچنين اصلاح كننده ضربه تهيه شده با اين روش به همراه تعدادي از نمونه هاي تجاري با تركيب درصد phr 7 در پلاستيك پلي وينيل كلرايد پس از نمونه سازي، به وسيله آزمون مقاومت ضربه آيزود مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بسيار مطلوبي حاصل شد كه منجر به افزايش مقاومت ضربه پلي وينيل كلرايد در حدود بيست برابر نسبت به نمونه بدون اصلاح كننده ضربه گرديد. در واقع نتايج نشان دهنده سازگاري بسيار مناسب MBS تهيه شده با پلي وينيل كلرايد مي باشد كه اين ناشي از ماهيت قطبي متيل متآكريلات پيوند شده بر روي لاستيك پلي بوتادي ان است. يكي از مزاياي اين ثبت اختراع فراهم بودن امكانات مورد نياز براي توليد صنعتي آن در داخل كشور مي باشد كه درحال پيگيري است.

اين اختراع در زمينه كامپوزيت هاي پليمر اوره فرمالدئيد/ پارچه الياف شيشه مي باشد. كامپوزيت هاي اوره فرمالدئيد/پارچه الياف شيشه كه در ساخت عايق هاي رطوبتي به كار مي روند داراي خواص مكانيكي ضعيفي هستند. يكي از مهم ترين ويژگي ها ضعف در استحكام پارگي كامپوزيت مي باشد كه موجب شكنندگي كامپوزيت در حين فرآيند توليد و رول كردن عايق رطوبتي مي گردد. در اين طرح، به كمك لاتكس هاي با ساختار هسته –پوسته، خواص مكانيكي از جمله خواص استحكام كششي و استحكام پارگي كامپوزيت بهبود يافته است. زمينه فني: ساختمان سازي، كامپوزيت هاي پليمري مشكل فني: پارگي عايق رطوبتي الياف شيشه در حين توليد و حمل و نقل به دليل شكننده بودن رزين اوره فرمالدئيد اساس راه حل ارائه شده براي آن: اصلاح رزين گرماسخت اوره فرمالدئيد با استفاده از لاتكس هاي با ساختار هسته-پوسته به منظور بهبود خواص مكانيكي رزين اوره فرمالدئيد كه در نهايت سبب بهبود خواص مكانيكي كامپوزيت اوره فرمالدئيد/ پارچه الياف شيشه شده است. كاربرد اصلي: صنعت عايق هاي رطوبتي الياف شيشه

اين اختراع در زمينه شيمي و پليمر مي باشد. لاتكس¬هاي بر پايه كوپليمرهاي اكريليك داراي خواص مطلوب و كاربردهاي زيادي هستند. امروزه با استفاده از دانش و فناوري نانو مي¬توان در كنار حفظ اين خواص، با افزودن نانوذرات معدني مانند مگنتيت توانمندي¬هاي جديدي به اين پوشش¬ها القا نمود. جهت حفظ خواص اوليه، پخش ذرات در ابعاد نانومتريك در ماتريس پليمري بايستي صورت پذيرد. براي بهبود پخش، راه¬هاي گوناگوني ارائه شده كه يكي از اين موارد اصلاح سطح نانوذرات با تركيبات آلي حاوي گروه¬هاي عامل¬دار است كه قابليت شركت در واكنش پليمريزاسيون را دارند. گستره وسيعي از كاربردهاي پليمرهاي حاوي نانوذرات مغناطيسي در بخش¬هاي مختلف صنعت وجود دارد. از طرفي تركيبات فوتوكروميك به دليل تغيير خواص فيزيكي و شيميايي آنها به صورت برگشت¬پذير به وسيله تابش نور فرابنفش و مرئي بسيار مورد توجه قرارگرفته¬اند. پليمرها به دليل ماهيت آبگريز خود مي¬توانند از اين تركيبات در مقابل تخريب¬هاي محيطي محافظت نمايند. در اين اختراع ذرات نانوكامپوزيت هوشمند مغناطيسي فوتوكروميك كه به طور همزمان قابليت پاسخگويي به دو محرك خارجي نور و ميدان مغناطيسي را دارند براي نخستين بار طراحي و ساخته شدند. جهت آگاهي از اختراع مذكور، شناخت در زمينه¬هاي شيمي و پليمر لازم مي-باشد. اساس كار بدين صورت است كه ابتدا با استفاده از روش تجزيه حرارتي نانوذرات مگنتيت سنتز و با عامل سيلاني 3-(تري¬متوكسي-سيلان)¬پروپيل متآكريلات (MPS) اصلاح شد. سپس ذرات نانوكامپوزيت مغناطيسي فوتوكروميك با استفاده از روش پليمريزاسيون ميني-امولسيوني تهيه شدند. نانوذرات سنتز¬شده تحت تابش نور فرابنفش با طول موج 365 نانومتر تغيير رنگ داده كه اين فرآيند برگشت¬پذير بوده و تحت تابش نور مريي بازگشت به حالت اوليه امكان¬پذير است. براي اثبات واكنش عامل اصلاحي MPS بر روي سطح نانوذرات مگنتيت از آناليز EDX استفاده شد كه نشان¬دهنده اصلاح مناسب نانوذرات مگنتيت بوده است. تصاوير ميكروسكوپي الكتروني روبشي (SEM) و الكتروني عبوري با قدرت تفكيك بالا (HR-TEM) تشكيل نانوكامپوزيت¬هاي هسته-پوسته را تاييد و نشان داد كه اندازه نانوذرات پليمري زير 50 نانومتر مي¬باشند. همچنين با استفاده از آناليز طيف¬سنجي UV-Vis، اثر مگنتيت بر روي خواص فوتوكروميك و پايداري نوري SPEA مورد تاييد قرار گرفت. در عين حال خواص سوپ

كاربرد ذرات نانوكامپوزيت پليمر-طلا عامل دار شده با فوليك اسيد در درمان سلول هاي سرطاني در اين اختراع افشا مي گردد. ذرات نانوكامپوزيت پليمر-طلا-فوليك اسيد بر طبق اختراع به شماره Ipat 94552، تهيه شد. يكي از مشكلات موجود در استفاده از ذرات نانوكامپوزيت براي درمان سلول هاي سرطاني و تومورهاي بدخيم كه فاقد قابليت هدفگيري موثر مي باشند، آسيب رساندن به سلول ها و بافت هاي سالم بدن است. در اين پرونده ثبت اختراع، براي نخستين بار قابليت درماني-هدفگيري ذرات نانوكامپوزيت پليمر-طلا عامل دار شده با فوليك اسيد براي تشخيص و تصوير برداري فلورسانس از سلول هاي سرطاني، درمان فوتوديناميكي و همچنين درمان نور-حرارتي اين سلول هاي بيان مي گردد. از طرفي حضور تركيب فوليك اسيد موجب نفوذ به سلول هاي سرطاني به صورت گزينشي شده و احتمال تيمار حرارتي و نوري ناخواسته سلول‌هاي سالم را به حداقل مي رساند. لازم به ذكر است كه در سطح جهان، تاكنون گزارشي مبتني بر استفاده ار تركيب فوتوكروميك اسپايروپيران و نانوذرات طلا براي بهبود درمان فوتوديناميكي و درمان نور-حرارتي سلول هاي سرطاني ارايه نشده است.

در اين اختراع كه مراحل سنتز و فرآيندي آن شامل دو زمينه شيمي پليمر و مهندسي پليمر مي باشد، روش بهينه¬اي به منظور تهيه اصلاح كننده¬هاي ضربه كوپليمر متيل¬متآكريلات-بوتادي¬ان-استايرن (MBS) براي پلاستيك پلي¬وينيل¬كلرايد (PVC) به وسيله پيوند زني متيل¬متآكريلات بر روي ذرات لاتكس كوپليمر استايرن-بوتادي¬ان از طريق پليمريزاسيون امولسيوني دانه¬اي ارائه شده است. در اختراع پيش رو، فرآيند پليمريزاسيون پيوندي در دماي محيط و به وسيله سيستم¬هاي آغازگر اكسايش-كاهش با درصد تبديل بالا(% 96˃) انجام شد. نتايج آناليزهاي ميكروسكوپي الكتروني عبوري (TEM)، گرماوزن¬سنجي (TGA) و توزيع اندازه ذرات توسط پراكنش نوري ديناميك (DLS) موفقيت آميز بودن فرآيند پيوند زني را مورد تاييد قرار مي¬دهند. همچنين اصلاح كننده ضربه تهيه شده با اين روش به همراه تعدادي از نمونه¬هاي تجاري با تركيب درصد phr 7 تحت شرايط استاندارد با پلاستيك پلي¬وينيل كلرايد آميزه سازي و پس از نمونه¬سازي، به وسيله آزمون مقاومت ضربه آيزود مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بسيار مطلوبي حاصل شد كه منجر به افزايش مقاومت ضربه پلي¬وينيل¬كلرايد در حدود بيست برابر نسبت به نمونه بدون اصلاح كننده ضربه گرديد. در واقع نتايج نشان دهنده سازگاري بسيار مناسب MBS تهيه شده با پلي¬وينيل¬كلرايد مي¬باشد كه اين ناشي از ماهيت قطبي متيل¬متآكريلات پيوند شده بر روي لاستيك كوپليمر استايرن-¬بوتادي¬ان است. علاوه بر اين، كاهش چشمگير ميزان اكسيداسيون هسته لاستيكي كوپليمر استايرن-بوتادي¬ان كه منجر به زردشدگي قطعه پلاستيكي نهايي مي شود مشاهده شد. كه اين ويژگي نسبت به اصلاح كننده¬هاي ضربه برپايه هسته پلي¬بوتادي¬ان كه دچار زردشدگي شديد مي شوند يك مزيت بسيار قابل توجه و حائز اهميت بويژه در كاربردهاي خودروسازي و پنجره¬هاي UPVC مي¬باشد. يكي از مزاياي بسيار مهم ديگر اين ثبت اختراع فراهم بودن امكانات مورد نياز براي توليد صنعتي آن در داخل كشور مي¬باشد كه درحال پي¬گيري است.

عنوان اين اختراع توليد اصلاح كننده ضربه تمام اكريلاتي با اندازه ذرات و دماي انتقال شيشه¬اي كنترل¬شده¬ مي¬باشد. در توليد اين محصول از ذراتي داراي ساختار هسته-پوسته كه توسط پليمريزاسيون امولسيوني تهيه شدند استفاده شد. از اين رو از مونومرهاي اكريلاتي شامل بوتيل اكريلات و مقادير مختلف متيل¬متاكريلات (جهت دستيابي به مقاديري متفاوت از دماي انتقال شيشه¬اي هسته) به عنوان هسته و متيل متاكريلات به عنوان پوسته ذرات استفاده شد. همچنين اندازه ذرات از طريق تغيير قدرت يوني با استفاده از تغيير ميزان نمك NaCl در مراحل سنتز امولسيوني ذرات اصلاح كننده ضربه تغيير پيدا كرد. پلي وينيل كلرايد يكي از چهار پليمر پرمصرف دنيا است. امروزه اين پليمر در كاربردهاي فراواني از كاربردهاي بهداشتي گرفته تا استفاده به عنوان پروفيل¬هاي در و پنجره و لوله¬هاي UPVC استفاده هاي روز افزوني در صنعت يافته است. شايد مهم ترين چالش استفاده جهت كاربرد روز افزون اين پليمر به ويژه در كاربردهايي مانند پروفيل هاي در و پنجره استحكام ضربه¬اي پايين اين پليمر است. پلي وينيل كلرايد به دو صورت كلي سخت و انعطاف‌پذير توليد مي‌شود كه در كاربردهايي نظير استفاده از آنها به عنوان پروفيل¬هاي در و پنجره از يك افزودني مكمل به نام اصلاح كننده ضربه جهت افزايش خواص فيزيكي – شيميايي آن استفاده مي¬شود. اصلاح‌كننده ضربه، ماده‌اي است كه در مقادير كم به يك تركيب پليمري براي بهبود مقاومت در برابر ضربه، افزوده مي‌شود.

در اين اختراع رنگ ترافيكي پايه آبي سريع خشك شونده حاوي نانوذرات با ويژگي هاي استحكام كششي و سختي بالا ساخته شده، كه اين كار در دو مرحله مجزا، شامل سنتز رزين اكريليكي پايه آبي و سپس تهيه رنگ و بررسي خواص ان مورد بررسي قرار گرفته است براي ساخت رزين روش پليمريزاسيون امولسيوني دانه اي و ساختار هسته پوسته استفاده شد. براي ايجاد خاصيت خشك شوندگي سريع يك مونومر آميني مانند دي متيل آمينواتيل متاكريلات به كار برده شد كه درصد آن در مقايسه با مونومرهاي اصلي (متيل متاكريلات و بوتيل اكريلات) بسيار كم و صرفاً براي كاهش زمان خشك شدن فيلم مي باشد و تأثيري بر خواص فيلم حاصل ندارد. رنگ ساخته شده داراي خواص مكانيكي بسيار خوب با زمان خشك شدن سريع، پشت پوشي بالا، پايدار در مقابل آب بعد از خشك شدن، زمان طولاني نگهداري و از نظر اقتصادي مقرون به صرفه مي باشد.

كوپليمرهاي EVOH خواص نفوذناپذيري از بخش وينيل الكلي و خواص مكانيكي و حرارتي و فرايند پذيري از بخش اتيلني كوپليمر را از خود نشان مي دهد علاوه بر خواص نفوذناپذيري اختلات اين كوپليمر با سيار پليمرها همچون PVC و PMMA و پلي آمايد براي مصارف گوناگون انجام شده است . براي بهبود امتزاج پذيري كوپليمر EVOH با نايلون 6 و 6 پيوند زني زنجيرهاي آميدي يا پلي آميدي با استفاده از مونومرهاي آدي پوئيل كلرايد و هگزا متيلن دي آمين به سه روش مختلف انجام شد و سه محصول جديد بر پايه EVOH به عنوان سازگار كنند پلي اميد و پلي اتيلن تهيه شد كه ساختار آنها به روش هاي FT-IR و NMR زاويه تماس DSC و DMTA شناسايي گرديد.

دراين طرح ،فيلم پليمري برپايه لاتكس وينيل استات / 1- هگزن حاوي ذرات ناتورس با زمينه فني شيمي پليمر توليدشد. دركل نقاط ضعفي كه گاها متوجه محصولات برگرفته از پلي وينيل استات (چسب چوب،لاتكس‎هاي مورد استفاده دركاربردها‎ي پوشش دهي سطح و...) مي‎شود را مي‎توان درموارد ذيل خلاصه كرد: 1- مقاومت ضعيف دربرابر آب ورطوبت 2- عملكرد نسبتاً ضعيف دردماي بالا 3- حساسيت زياد نسبت به خزش براي مثال، پليمريزاسيون امولسيوني به كاررفته براي واكنش وينيل استات واتيلن، درفشارهاي بالا صورت گرفته و كنترل شرايط واكنش پليمريزاسيون به كمك ابزاري نظير طراحي يك سيستم خنك كننده در راكتور باهدف بررسي گرمازايي وكنترل دمايي سيستم نسبتا دشوار ميباشد، ازاين رو استفاده ازكومنومرهاي آلفاالفيني با زنجيره‎ي بزرگتر (بفرم مايع) خصوصا 1- هگزن منجر به حذف فشاربالاي موردنياز براي تزريق اتيلن درون راكتور امولسيوني حاوي وينيل استات مي شود. مضاف براينكه ، واكنش پليمريزاسيون مذكور باهدف افزايش نرمي وكاهش حداقل دماي تشكيل فيلم به كمك كاهش دماي انتقال شيشه‎اي لاتكس توليدي نسبت به لاتكس حاصل از پليمريزاسيون امولسيوني وينيل استات مي تواند منجر به بهبود مقاومت فيزيكي فيلم حاصله دراين روش نسبت به ساير فيلم هاي برپايه وينيل استات كه داراي نقيصه ضعف دربرابر آب ورطوبت هستند،شود. علاوه براين افزودن نانورس نيز منجر به بهبود عملكرد مكانيكي و استحكام فيلم حاصل ازلاتكس پايه آبي برگرفته ازپليمريزاسيون امولسيوني وينيل استات /آلفاالفين شده وفيلم حاصل ،حساسيت كمتري به خزش از خود نشان مي دهد.