الاستومرهاي گرمانرم پلي يورتاني با سه روش پيش پليمر، نيمه پيش پليمر و تك مرحله اي سنتز مي گردند. از ميان سه روش فوق، الاستومرهاي تهيه شده با روش پيش پليمر داراي بهترين ساختار جدايي قسمتهاي نرم و سخت پلي يورتاني بوده، در نتيجه بهترين خواص حاصل مي گردد. اين روش بر اين اساس است كه ابتدا يك مول از پلي ال با مقدار اضافي از دي ايزوسيانات واكنش داده شده، يك پيش پليمر با گروههاي آزاد ايزوسياناتي تشكيل مي گردد. در مرحله بعدي، به منظور افزايش زنجير و تكميل فرايند پليمريزاسيون، زنجير افزاينده به پيش پليمر اضافه مي گردد. اين مرحله، چلشي ترين مرحله ساخت الاستومرهاي گرما نرم پلي يورتاني است. در اين مرحله ويسكوزت در زمان كوتاهي بشدت افزايش مي يابد، بطوريكه باعث كاهش كيفيت اختلاط شده، و نيز عمل ريخته گري را دچار مشكل مي كند. در روش ارئه شده توسط اين اختراع، واكنش افزايش زنجير در يك اكسترودر واكنشي مجهز به كانال جانبي صورت مي گيرد.با توجه به ماهيت اكسترودر و ايجاد تنشهاي برشي مناسب، عمل اختلاط بخوبي صورت مي گيرد. همچنين بدليل وجود كانال جانبي، فرصت كافي براي تكميل فرايند پليمريزاسيون فراهم مي شود. بنابراين علاوه بر حل مشكلويسكوزيته زياد و عدم اختلاط كامل، زمان فرايند پليمريزاسيون نيز كاهش قابل ملاحظه اي پيدا مي كند كه مي توانداز لحاظ صنعتي بسيار قابل اهميت باشد.

اختراع موجود در ارتباط با فرايندي براي تهيه كوپليمر استال با خواص حرارتي و اكسايشي بالا است كه از طريق كوپليمريزاسيون درجاي مونومر تري اكسان با اتر¬ها يا استال¬هاي حلقوي شامل حداقل يك باند كربن-كربن ، بعنوان كومونومر در حضور ذرات پايداركننده، طي اختلاط واكنشي مذاب صورت گرفت. فرايند پليمريزاسيون با استفاده از كاتاليست¬هايي از خانواده ي هتروپلي اسيد¬ها ونمك¬هاي اسيدي آنها انجام شد. زمان واكنش از طريق تاخيراندازنده¬هايي از خانواده ي اتر¬هاي آليفاتيك و آروماتيك كنترل گرديد. مشاهده گرديد كه استفاده از تاخير اندازنده ، علاوه برافزايش زمان واكنش و ورود بيشتر كومونومر به داخل زنجير، سبب افزايش بلورينگي به ميزان حدود 10 % و همچنين افزايش دماي بيشينه تخريب به ميزان حدود 15 درجه سانتي گراد در مقايسه با نمونه بدون تاخيراندازنده شد به گونه اي كه نمونه سنتز شده در حضور تاخير اندازنده بترتيب دماي بيشينه تخريب و دماي پاياني تخريبي معادل 366 و 389 درجه سانتي گراد از خود نشان داد . همچنين ذرات پايداركننده بصورت محلول در تاخير اندازنده به محيط واكنش اضافه گرديد كه استفاده از اين تكنيك موجب توزيع مناسب و يكنواخت پايداركننده در محصول نهايي و افزايش پايداري حرارتي و بويژه پايداري اكسايشي نمونه ها گرديد، به گونه اي كه نمونه ي حاوي پايداركننده بترتيب دماي بيشينه تخريب و دماي پاياني تخريبي در حدود 383 و 413 درجه سانتي گراد از خود نشان داد. همچنين استفاده از پايداركننده موجب افزايش زمان القاي اكسيداسيون به ميزان حدود 30 دقيقه گرديد. رفتار پليمريزاسيون از لحاظ دما – زمان و نوع فرمولاسيون طبق روش حاضر امكان ساخت پلي استال را در اكستروژن واكنشي فراهم مي¬نمايد

اين اختراع در زمينه صنعت كشاورزي و لوله هاي آبياري، توليد لوله و صنايع نفت و گاز و پتروشيمي كاربرد دارد. در اختراع حاضر اين نتيجه حاصل شد كه مي‌توان با افزودن تركيبات برم به پايه پليمر پلي اتيلن پرچگالHDPE)) ضريب اصطكاك پليمر را كاهش داد. با اختلاط تركيبات برم با پليمر در اكسترودر مي توان محصولي با ضريب اصطكاك پايين بدست آورد و در مواردي كه اين موضوع حائز اهميت است مانند لوله هاي آبياري در صنعت كشاورزي و يا لوله هاي انتقال مواد و همچنين در ساخت چرخ دنده از آن استفاده كرد .كم بودن ضريب اصطكاك باعث مي شود افت فشار كاهش و جريان درگ در لوله افزايش پيدا كند وسيال در لوله راحت‌تر و با افت انرژي كمتر حركت كند. همچنين از ايجاد سايش و افزايش حرارت و ته نشيني و رسوب گذاري جلوگيري مي شود. در اين اختراع مقدار 5phr برم كاربيد با اندازه ذره حدود 10 ميكرون به پلي اتيلن پرچگال مذاب داخل اكسترودر با دماي 180 تا 190 درجه سلسيوس اضافه شده است. پس از انجام تست ضريب اصطكاك روي اين محصول و نتليج جدول پيوست مشاهده مي شود كه اين مقدار از 0.255 به 0.09 كاهش پيدا كرده است.

اختراع ادعا شده با نام آلياژ جديد استايرني مي‌باشد كه در زمينه‌ي صنايع پلاستيك و آلياژ جهت كاربرد در صنايع ساختمان، بسته‌بندي و ... قابل استفاده است. به دليل عيب‌هاي پلي‌استايرن همچون شكنندگي، چقرمگي و ضربه‌پذيري كم، اين پليمر با پلي‌اتيلن سبك و سازگاركننده‌ي استايرني SEBS جهت سازگارسازي اين دو پليمر، مخلوط شده است. با تهيه‌ي اين آلياژ جديد، عيب‌هاي مزبور تا حدودي رفع شده اند و علاوه بر آن، موجب بهبود خواص مكانيكي، الاستيسيته، قابليت اسفنجي شدن و شكل‌دهي گرمايي، جذب آب كمتر نسبت به پلي‌استايرن شده است. اين آلياژ با 70 درصد وزني پلي‌استايرن، 30 درصد وزني پلي‌اتيلن سبك و 10 درصد وزني SEBS، در مخلوط‌كن داخلي با دماي °C 170، دور rpm60 به مدت 10 دقيقه تهيه شده است. همچنين آلياژ اختلاط يافته، در دستگاه قالب‌گيري فشاري به مدت 8 دقيقه در دماي °C210 با فشار MPa15 قالب‌گيري شده است.

در اختراع حاضر اين نتيجه حاصل شد كه مي توان با افزودن پودر تنگستن با اندازه ذرات 1.2 ميكرون به پايه پليمر HDPE محافظت در برابر پرتوهاي پرانرژي ايجاد كرد. با اختلاط تنگستن با پلي اتيلن پرچگال در اكسترودر مي توان محصولي بدست آورد كه تشعشعات پرانرژي مانند اشعه ايكس را جذب كند و در مواردي كه اين موضوع حائز اهميت است,مانند ديوار هاي قسمت راديولوژي يا پوشش هاي مورد استفاده در اين زمينه يا در صنعت و انرژي هسته اي,كاربرد داشته باشد. اين اختراع مي تواند جايگزين سرب استفاده شده در اين زمينه ها باشد . در نتيجه مشكلات سمي بودن و يا سنگين بودن و همچنين مشكلات مربوط به دفع سرب را نخواهد داشت و مي تواند با ضخامت كم از آن استفاده كرد. در اين اختراع مقدار 45 درصد وزني تنگستن به HDPE مذاب داخل اكسترودر با دماي 180 تا 190 درجه سانتي گراد اضافه شده است. پس از اختلاط نمونه با ضخامت كم زير پرس تهيه شد و با سرب مقايسه شد كه نتيجه بدست آمده حاكي از آن بود كه جذب اشعه نمونه بسيار نزديك به سرب بوده است.

اختراع حاضر در مورد تهيه كوپليمرهاي آنتي اكسيداني با جرم مولكولي بالا بوده كه در برابر مهاجرت و شويش از ماتريس پليمري مقاوم بوده و خواص پايداركنندگي و سازگاركنندگي از خود نشان دهند. فرآيند تهيه كوپليمر آنتي اكسيداني از سه مرحله تشكيل شده است. مرحله اول سنتز منومر بلند زنجيره كه از يك الكل چند عاملي و يك زنجيره خطي با پيوندهاي غيراشباع متفاوت را در بر مي¬گيرد. اين منومرها سپس بر روي كوپليمرهاي اتيلني يا پروپيلني توسط فرآيند مذاب پيوند زده شده و كوپليمر هيدروكسيله را به وجود مي¬آورند. براي افزايش راندمان اين مرحله از محافظت گروه¬هاي هيدروكسيلي توسط توسط پيوندهاي سيلان استفاده مي¬شود. سپس در مرحله آخر توسط واكنش استري شدن به همراه كاتاليسست دي متيل آمينو پيريدين گروه¬هاي فنوليك اسيد آسيل دار شده به كوپليمر هيدروكسيله شده اتصال يافته و كوپليمر آنتي اكسيداني بدست مي¬آيد. كوپليمر بدست آمده مقاومت حرارتي بالاتري نسبت به پليمر پايدار شده تجاري در شرايط اتمسفر اكسيداسيوني از خود نشان مي¬دهد. همچنين در آميزه سازي با پلي پروپيلن پايدار نشده زمان القاي اكسايشي بالاتري (نزديك به دو برابر) از پلي پروپيلن پايدار شده با آنتي اكسيدان تجاري بدست آمد. در بررسي هاي دراز مدت مشخص گرديد كه آنتي اكسيدان سنتزي نسبت شويش و مهاجرت از ماتريس پليمر در حضور اتانول بسيار مقاوم بوده و خواص پليمر را در مدت مطالعه تحت تاثير قرار نداد. با بهره گيري از اين روش مي¬توان كوپليمرهاي آنتي اكسيداني تهيه كرد كه خواص همزمان پايداركنندگي و سازگاركنندگي را اشته و مي¬توان از آن در صنايع غذايي و دارويي به علت عدم مهاجرت پايداركننده بهره برد.

استفاده از لايه هاي سرب براي پوشش پرتوكاران مشكلاتي همانند سميت و غير قابل انعطاف بودن سرب را به دنبال دارد. ‏ساخت حفاظ كامپوزيتي، شامل عنصري جهت تضعيف پرتوها و پليمري قابل انعطاف، مي‌تواند به عنوان پوششي مناسب در مراكز ‏تشخيصي قابل استفاده باشد‏. در اين حفاظ كامپوزيتي از ذرات تنگستن با ميانگين سايز 290 نانو متر بعنوان جاذب پرتوهاي ايكس و گاما در پايه‌ي پليمري POE استفاده شده است. حفاظ كامپوزيتي در كارگاه پلاستيك پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران ساخته شد. شبيه‌سازي با استفاده از كد MCNPX ، جهت مقايسه شار چشمه در انرژي‌هاي مختلف، انجام شده است. تست‌هاي گاما با استفاده از چشمه‌هاي امرسيم و يورپيم و پيك 40keV اشعه ايكس مربوط به چشمه‌ي يورپيم انجام شده است.

در اين اختراع پلي آميد 12 با خواص مكانيكي و حرارتي مناسب تهيه شد. زمينه فني مربوط به اين اختراع پليمر،شيمي پليمر و اكستروژن واكنشي است. در اين جا هدف پليمريزاسيون لائورولاكتام طي يك فرايند اختلاط واكنشي مذاب در طي فرايند اكستروژن واكنشي بوده است تا به كمك پليمريزاسيون، پلي آميد 12 با خواص قابل قبول تشكيل گردد. به اين منظور از لائورولاكتام به عنوان مونور اوليه،NaCL به عنوان شتاب دهنده و TDI به عنوان فعال كننده به منظور ساخت پلي آميد 12 به كمك پليمريزاسيون درجا استفاده گرديد. در اين طرح ابتدا پليمر شدن لائورولاكتام طي فرايند اختلاط مذاب به روش آنيوني انجام شد. پليمريزاسيون در دماي بيش از 190 درجه سانتيگراد و با افزودن فعال كننده و تسريع كننده به مونومر مذاب صورت گرفت. اثر استفاده از فرمولاسيون هاي مختلف بر ميزان مونومر آزاد، زمان واكنش، جرم مولكولي ، خواص حرارتي، بلورينگي و خواص رئولوژيكي پلي آميد 12 بررسي گرديد. با توجه به نتايج حاصل از آزمايشات انجام شده مشخص شد كه بهترين تركيب اجزاء جهت فرايند پليمر شدن لائورولاكتام و رسيدن به بيشترين جرم مولكولي در كمترين سطح مونومر باقي مانده و فرايند پذيري مناسب نمونه شامل 2% وزني فعال كننده، 1% وزني تسريع كننده و 97% وزني مونومر در فرمولاسيون مي باشد. در اين پژوهش آزمون هاي استخراج و TGA به منظور تعيين مونومر باقيمانده، آزمون ATR به منظور بررسي ساختار شيميايي پلي آميد 12 صورت گرفت. روش تيتيراسيون گروه هاي انتهايي به منظور محاسبه جرم مولكولي به كار گرفته شد و اثر فعال كننده و تسريع كننده بر روي آن مورد بررسي قرار گرفت. آزمون رئومتري جهت تعيين وزن مولكولي و بررسي پايداري حرارتي نمونه هاي ساخته شده، آزمون DSC جهت بررسي رفتار حرارتي نمونه ها نظير دماي ذوب و بلورينگي و تعيين ميزان بلورينگي، آزمون TGA-DTG جهت تعيين رفتار گرمايي- تخريبي محصولات اين پژوهش و آزمون XRD جهت تعيين ميزان و نوع بلورينگي استفاده گرديدند.

اين اخترا در زمينه شيمي پليمر است. امروزه بسته بندي يكي از مهمترين زمينه هاي تحقيق در صنعت مواد غذايي مي باشد. استفاده از مواد پلاستيكي با مقاومت بالا در برابر نفوذ گاز ها و حلال ها در بسته بندي مواد غذايي مزيت هاي بيشماري نسبت به فلزات و شيشه در بر خواهد داشت. ميزان عبور پذيري اكسيژن، شفافيت، خواص مكانيكي مناسب، فرآيند پذيري آسان، قابليت بازيافت و قيمت مناسب از مهمترين شاخصه هاي يك بسته بندي مناسب خصوصاً فيلم هاي بسته بندي مي باشند. در بسته بندي مواد غذايي حساس به اكسيژن، نفوذ اكسيژن به داخل بسته بندي بسيار مهم مي باشد زيرا در صورتي اكسيژن باعث تخريب ماده غذايي شود نياز به بسته بندي وجود دارد كه ميزان عبور اكسيژن را به درون بسته بندي كاهش دهد. پليمر هاي داراي خاصيت ممانعتي در برابر نفوذ اكسيژن معمولاً داراي مشكلاتي هستند كه از آن جمله مي توان به شكنندگي زياد، قيمت بسيار بالاي اين پليمر ها، مقاومت بسيار پايين در برابر نفوذ رطوبت و جذب رطوبت بالا اشاره نمود كه اين جذب بالاي رطوبت در اين پليمر ها منجر به از بين رفتن خواص ممانعتي مي شود. جهت فائق آمدن بر اين مشكل معمولاً اين پليمر ها در بسته بندي هاي چند لايه استفاده مي شوند و در بين لايه هاي مقاوم در برابر نفوذ رطوبت قرار مي گيرند. فرآيند تهيه فيلم هاي چند لايه با استفاده از روش كواكستروژن انجام مي پذيرد. در اين فرآيند حداقل نياز به دو اكسترودر مي باشد كه از سامانه هاي كمكي بسياري استفاده مي كنند در حاليكه طراحي بسيار دقيق و سخت داي نيز ضروري مي باشد. براي الحاق لايه هاي مختلف به علت تفاوت ساختار شيميايي اين لايه ها، استفاده از لايه چسبنده از ديگر ضروريات فرآيند كو اكستروژن است. اين تكنولوژي بسيار هزينه بر و پيچيده مي باشد و بازيافت محصول نهايي بدست آمده بسيار مشكل است در حاليكه شفافيت محصول نهايي را نيز از بين خواهد برد. استفاده از فرآيند آميزه سازي پليمر ها روشي براي مرتفع كردن مشكلات مطرح شده است. آميزه سازي پليمر ها روشي بسيار كم هزينه جهت استفاده از خواص دو يا چند پليمر به صورت توامان مي باشد در حاليكه بازيافت آميزه نيز به آساني صورت مي پذيرد. براي ايجاد يكپارچگي بين دو فاز استفاده شده در آميزه بايد چسبندگي بين دو فاز ايجاد شود. بهترين گزينه پيش رو استفاده از سازگار كننده است. عدم استفاده از ساز گار كننده باعث مي شود كه خواص مكانيكي آميزه نهايي ايده آل نبوده و جهت استفاده به صورت فيلم بسته بندي مناسب نباشد. استفاده از نانو ذرات صفحه اي مي تواند به عنوان روشي ديگر جهت افزايش خاصيت ممانعتي در برابر اكسيژن در فيلم هاي بسته بندي باشد. افزودن اين مواد معدني به فيلم پليمري علاوه بر كاهش عبور پذيري اكسيژن، افزايش دماي واپيچش حرارتي ، سفتي، استحكام و مقاومت حرارتي و همچنين تاخير اندازي شعله را در پي خواهد داشت. هدف اصلي اين اختراع تهيه فيلم هاي با خاصيت ممانعتي بالا در برابر نفوذ گاز ها بر پايه پلي الفين/ پليمر فعال داراي خاصيت ممانعتي بالا/سازگاركننده/ نانو ذره صفحه اي مي باشد. از پلي اولفين به عنوان ماتريس فيلم هاي نهايي استفاده شده است. همانگونه كه مي دانيم اكثر بسته بندي هاي پليمري بر پايه پلي اولفين ها مي باشد. نكته قابل توجه ديگر اينكه اين گروه از پليمر ها داراي خواص بسيار مناسبي هستند كه از آن‌جمله مي‌توان به مقاومت الكتريكي مناسب، نرمي در دماي پايين، قيمت مناسب، فرآيندپذيري آسان و مهمتر از همه مقاومت بالا در برابر نفوذ رطوبت اشاره نمود. اكثر پليمر هاي داراي خاصيت ممانعتي بالا حساس به رطوبت هستند و با جذب رطوبت خواص آن ها ضعيف مي‌شود به همين سبب استفاده از پلي اولفين ها به عنوان ماتريس انتخابي درست مي‌باشد. براي تهيه آلياژ نانوكامپوزيتي پلي‌اولفين/ پليمر فعال داراي خاصيت ممانعتي بالا / نانو ماده صفحه اي/ سازگاركننده از روش اكستروژن استفاده شده است. اين فرآيند در اكسترودر دو مارپيچ همسو گرد صورت گرفته است. درنهايت پس از تهيه خوراك نهايي براي هر نمونه، با استفاده از فرآيند فيلم دمشي در دستگاه اكسترودر تك مارپيچه فيلم‌هاي نهايي تهيه گرديدند.

در اين پژوهش براي اولين بار در ايران آلياژ ترموپلاستيك الاستومر بر پايه لاستيك بازيافتي و پلي اتيلن با دانسيته بالا به وسيله روشهاي مختلف سازگارسازي توسط نويسندگان اين تحقيق تهيه و توليد شد. براي توليد آن تمامي نمونه ها در دستگاه مخلوط كن داخلي با يكديگر مخلوط شدند. سازگاري آلياژهاي تهيه شده توسط آزمون هاي گوناگون ديگر موردتاييد قرار گرفت. در صنايع مختلف از جمله صنايع خودروسازي و لوازم خانگي، الكتريكي و ... نياز به موادي هست كه خصوصياتي از قبيل مقاومت كششي، مدول و سختي بالا عوامل محيطي مثل رطوبت و غيره را داشته باشند. ترموپلاستيك الاستومري كه داراي خصوصيات مختلف به منظور دستيابي به خواص مورد نظر است انتخاب خوبي براي نيل به اهداف مذكور مي باشد. تهيه اين نوع ازترموپلاستيك الاستومرها براي اولين بار در كشور انجام گرفته است و در صورت صنعتي شدن اين پروژه منافع زيادي براي مخترعين و پژوهشگاه پليمر ايران خواهد داشت . در داخل كشور تحقيقات در زمينه تهيه ترموپلاستيك الاستومر بر پايه لاستيك بازيافتي و پلي اتيلن با دانسيته بالا به وسيله روشهاي مختلف سازگار سازي ، صورت نگرفته است. در خارج از كشور به دليل اهميت دادن بيشتر به محيط زيست نسبت به ايران در اين زمينه تحقيقاتي صورت گرفته است كه متاسفانه به دليل سود كم لاستيك بازيافتي پژوهش در صنعت بازيافت به طور قابل ملاحظه اي كاهش يافته است. در حال حاضر دلايل اقتصادي كافي براي بهبود خواص الاستيك بازيافتي كه آ«ها را با پليمرهاي سنتزي قابل رقابت سازد وجود ندارد به همين دليل مقالات ارائه شده بسيار كم مي باشد.