با توجه به انجام فرآيند پليمريزاسيون در رآكتورهاي شيشه اي دوجداره و عدم كنترل در انجام فرآيند و مشكل در نمونه گيري براي بررسي سينيتيكي پليمريزاسيون و همچنين در انجام فرآيندهاي پليمريزاسيون زنده به دليل اينكه در طي انجام فرآيند نبايد اكسيژن به محيط واكنش وارد شود چرا كه انجام اين واكنش ها به حضور اكسيژن حساس مي باشند، اين دستگاه طراحي شد. با استفاده از اين دستگاه هر كدام از شيشه هاي نمونه گيري به عنوان يك رآكتور عمل مي كند. در رآكتورهاي شيشه اي دوجدداره قبلي به هنگام نمونه گيري اكسيژن وارد محيط واكنش مي شود و امكان بررسي دقيق سينيتيك براي پليمريزاسيون زنده وجود نداشت ولي در اين دستگاه با استفاده از همزن هاي مغناطيسي ساخته شده كه در زير حمام و محل قرارگيري شيشه هاي نمونه گيري تعبيه شده است، نمونه گيري در زمان هاي مختلف امكان پذير مي باشد.

در اين اختراع نانوكپسول‌هاي پليمري آبدوست با پوسته شبكه‌اي كه قادر به حفظ شكل كروي خود هستند با استفاده از 2 روش پليمريزاسيون متفاوت ساخته شدند. اين نانوكپسول‌ها حامل‌هاي هوشمند حساس‌دوتايي با پوسته پلي‌آكريليك‌اسيد حساس به pH و پوسته پلي(2- هيدروكسي‌اتيل‌متيلاكريلات) حساس به دما با دماي انتقال فاز نزديك به دماي بدن هستند. براي اين كار، ابتدا نانوذرات سيليكا در طي 2 مرحله با 2 عامل اصلاح‌كننده سطحي متفاوت اصلاح شدند و شروع‌كننده پليمريزاسيون راديكالي انتقال اتم (ATRP) روي سطح نانوذرات پيوند خورد. سپس، با استفاده از تكنيك ATRP پليمريزاسيون مونومر متيل‌اكريلات روي سطح نانوذرات انجام گرفت و با استفاده از ماكروشروع‌كننده‌هاي حاصل، پلي(2- هيدروكسي‌اتيل‌متاكريلات) به عنوان پوسته دوم سنتز شد. هيدروليز پوسته پلي‌متيل‌اكريلات به منظور ايجاد پلي‌اكريليك‌اسيد و سپس شبكه‌اي‌شدن اين پوسته به منظور حفظ ساختار انجام و بعد از حذف هسته سيليكا ساختار مورد نظر حاصل شد. در روش دوم، براي استفاده از تكنيك پليمريزاسيون RAFT جهت ايجاد نانوذرات با پوسته‌هاي پليمري، از واكنش عامل RAFT بيس‌تيوبنزويل‌دي‌سولفايد با نانوذرات اصلاح‌شده استفاده و شروع‌كننده ATRP به عامل انتقال پليمريزاسيون RAFT تبديل شد. سپس، به ترتيب پليمريزاسيون‌هاي آكريليك‌اسيد و 2- هيدروكسي‌اتيل‌متاكريلات بر روي سطح نانوذرات انجام شدند. به منظور ايجاد ساختاري پايدار، پوسته اول يعني پلي‌آكريليك‌اسيد شبكه‌اي و سپس، به منظور ايجاد نانوكپسول‌هاي پليمري، هسته سيليكايي نانوذرات توسط HF خارج‌ سازي شد. به دليل استفاده از تكنيك هاي پليمريزاسيون راديكالي كنترل شده زنده (RAFT,ATRP) توزيع وزن مولكولي هر كدام از بلاك هاي پليمري بسيار باريك در محدوده (1/23-1/15) توسط تعيين شدند. همچنين وزن هاي مولكولي مطابق با طراحي از قبل انجام شده به منظور كاربردهاي خاص توسط كروماتوگرافي ژل تراوايي GPC تعيين شدند. اين توزيع وزن مولكولي باريك باعث ايجاد سطح بسيار هموار نانوذرات پس از پليمريزاسيون شد كه شكل كروي بسيار خوبي پس از پايان پليمريزاسيون ايجاد كرد. •طيف‌هاي FTIR به خوبي نشان دادند كه واكنش‌هاي اصلاح سطح و نيز پليمريزاسيون‌ها با موفقيت انجام گرفتند. •آناليز تصاوير SEM نشان از افزايش قطر نانوذرات پس از واكنش‌هاي پليمريزاسيون دارد. كه موفق بودن ايجاد پوسته‌هاي پليمري بر روي هسته سيليكايي رانشان مي‌دهد. •نمودارهاي آزمون TGA درصد پيوندزني بالاي عوامل اصلاح و نيز پليمرها را بر روي سطح نانوذرات را به خوبي نشان مي‌دهند. •تصاوير TEM به وضوح نشان‌دهنده‌ي ايجاد ساختار هسته- پوسته پس از پليمريزاسيون و نيز ساختار كپسولي پس از فرآيند خارج‌سازي هسته سيليكايي هستند. •طيف‌هاي 1H-NMR به خوبي نوع، تعداد وجابه‌جايي شيميايي هيدروژن‌هاي موجود در ساختارهاي پليمرها را مشخص نمود كه نشان‌دهنده‌ي سنتز موفقيت آميز پليمرها و كوپليمرها است. مهمترين كاربرد اين نانوكپسول ها استفاده از آنها به عنوان نانوحامل هاي هوشمند دارو در بدن است كه با محرك هاي دما و pH رهايش دارو از آنها انجام مي گيرد.

پلي سولفايدهاي تجاري معمولا بر پايه بيس (2-كلرو اتيل فرمال) ميباشند. در اين كار پژوهشي پلي سولفايد بر پايه روغن گياهي آفتابگردان سنتز شده است كه از دوجنبه اقتصادي و زيست محيطي حائز اهميت است. در اين كار، روغن گياهي از روش هاليد داركردن راديكالي آلكن در حضور آغازگر انجام شده و محلول دي سديم پلي سولفايد از سديم هيدروكسيد و گوگرد عنصري حاصل شده است. پليمر نهايي از روش پليمريزاسيون تراكمي محلول آبي دي سديم پلي سولفايد و روغن هاليد دار شده سنتز شد. براي بررسي و تاييد موفقيت آميز بودن فرآيند سنتز از آناليزهاي طيف سنجي مادون قرمز، تفرق اشعه ايكس، رزونانس مغناطيسي هسته اي، آناليز وزن سنجي حرارتي و كروماتوگرافي ژل تراوايي استفاده شد كه نتايج حاصل از هر يك از آزمون ها موفقيت آميز بودن انجام پروژه را تاييد ميكنند.

اين اختراع به سنتز يك پليمر قالب مولكولي ( MIP) شبكه¬اي در حضور مولكول داروي فني¬توئين با استفاده از مكانيسم پليمريزاسيون انتقال زنجير افزايشي- جدايشي برگشت¬پذير اشاره دارد. در سال¬هاي اخير تحقيقات در زمينه سيستم¬هاي جديد رهايش دارو به سوي توسعه سيستم¬هاي \\\\\\\\\\\\\\"هوشمند \\\\\\\\\\\\\\" هدايت شده است. اين سيستم¬ها قادرند به طور مستقيم به نيازهاي ويژه بيمار پاسخ دهند. سيستم¬هاي دارورسان جديد بايد كارايي عوامل دارويي تجويز شده را به حداكثر رسانده و كيفيت زندگي بيمار را بهبود بخشند. لزوم ابداع سيستم¬هاي رهايش دارويي جديد يك هدف علمي مهم است كه مي¬تواند به وسيله تركيبي از فنون جديد و زيست مواد هوشمند به دست آيد. در اين ميان تكنيك قالبگيري¬ مولكولي پتانسيل بالايي براي تهيه فرم¬هاي رهايش دارويي بهينه شده دارد. در حال حاضر كاربرد اين پليمرها در تكنولوژي دارورساني در مراحل اوليه و در حال توسعه است. متداول¬ترين مكانيسم تهيه اين پليمرها استفاده از \\\\\\\\\\\\\\"پليمريزاسيون راديكال آزاد معمولي\\\\\\\\\\\\\\" است. اما مكانيسم پليمريزاسيون راديكال آزاد معمولي داراي يك نقطه ضعف است. به دليل سرعت بالاي پليمريزاسيون در رشد زنجير اين مكانيسم منجر به ايجاد شبكه¬هاي پليمري با مورفولوژي غيريكنواخت مي¬شود كه موجب كاهش ظرفيت و گزينش¬پذيري پليمر قالب مولكولي حاصل مي¬شود. \\\\\\\\\\\\\\"پليمريزاسيون راديكال آزاد كنترل¬شده / زنده\\\\\\\\\\\\\\" روشي مناسب براي بهبود يكنواختي شبكه پليمري است كه با كمك عوامل كنترل¬كننده سينتيك، موجب رشد كنترل¬شده زنجيره¬هاي پليمري به وسيله كاهش سرعت اختتام مي¬شود و در نتيجه ايجاد ساختارهايي با نواقص شبكه¬اي كمتر مي¬كند. در اغلب پليمرهاي قالب مولكولي سنتزشده با مكانيسم كنترل¬شده / زنده، از عوامل كنترل¬كننده نوع تجاري استفاده شده است. گزارشات متعددي از سنتز پليمرهاي قالب مولكولي براي داروي فني¬توئين در مقالات مختلف انجام شده است. علي¬رغم گزينش¬پذير بودن پليمرهاي قالب مولكولي گزارش¬شده ظرفيت بارگيري دارو توسط آن¬ها پايين است. در اين پروژه پليمر قالب مولكولي به منظور دارورساني با استفاده از مكانيسم پليمريزاسيون انتقال زنجير افزايشي- جدايشي برگشت¬پذير با استفاده از يك عامل انتقال زنجير (كنترل كننده سينتيك پليمريزاسيون) سنتز شد و منجر به افزايش همزمان ظرفيت و گزينش¬پذيري پليمر قالب مولكولي براي داروي فني¬توئين نسبت به پليمر قالب مولكولي سنتزشده با مكانيسم پليمريزاسيون راديكالي متداول شد. رهايش دارو از پليمرهاي قالب مولكولي سنتز شده با استفاده از مكانيسم پليمريزاسيون انتقال زنجير افزايشي- جدايشي برگشت¬پذير با سرعت كمتري نسبت انواع سنتز شده با روش پليمريزاسيون متداول انجام شد.

حضور نانو ذرات خاك رس در نانو كامپوزيت پلي استايرن باعث بالا رفتن بسياري از خواص محصول نسبت به پلي استايرن خالص از جمله خواص مكانيكي و خواص حرارتي مي گردد. پلي استايرن در حجم زيادي و اكثرا به روش راديكال آزاد سنتز شده و مورد مصرف واقع مي شود. به همين دليل توليد نانو كامپوزيت پلي استايرن با اين روش نيز بسيار معمول است. د توليد پلي استايرن و نانو كامپوزيت آن به روش راديكال آزاد امكان كنترل وزن مولكولي و توزيع آن وجود ندار. هم چنين با استفاده از روش پليمريزاسيون راديكال آزاد امكان تهيه كوپليمرهاي با ساختارهاي معين مانند كوپليمر بلوكي ، پيوندي ، برسي، ستاره اي و ... وجود ندارد. استفاده از روش پليمريزاسيون زنده به علت ماهيت زنده انتهاي زنجيري امكان تهيه ساختارهاي فوق را با استفاده از روش هاي افزايش ترتيبي مونومر ، پيوند زدن از ميان، پيوند زدن بر و ... فراهم مي سازد. قابل ذكر است كه تعدادي زيادي از ساختارهاي فوق با روش هاي آنيوني و كاتيوني زنده نيز قابل تهيه هستند. اما دو روش فوق بسيار نسبت به ناخالصي حساس هستند و در حضور مقدار كمي ناخالصي سيستم پليمريزاسيون كاملا بر هم خورده و يا به صورت كامل متوقف مي شوند. علاوه بر اين روش كاتيوني براي تهيه پلي استايرن و نانو كامپوزيت آن نياز به دماهاي پايين دارد كه امكان فراهم سازي آن در اشل صنعتي نياز به مخارج فراواني دارد. لذا استفاده از روش هاي پليمريزاسيون راديكالي زنده توصيه مي شود. در بين روش هاي راديكالي زنده، روش ATRP به دليل فراهم بودن تجاري همه واكنش دهنده هاي آن و هم چنين عدم حساسيت زياد به ناخالصي و امكان انجام در شرايط بسيار آسان نسبت به ساير روش هاي زنده امكان دستيابي به ساختارهاي مولكولي معين با وزن مولكولي معين و توزيع بسيار باريك وزن مولكولي را فراهم مي سازند. در اين اختراع به تهيه خلاصه اختراع پلي بوتيل اكريلات در حجم زيادي و اكثر به روش راديكال آزاد سنتز شده و مورد مصرف واقع مي شود. در توليد پلي بوتيل اكريلات به روش راديكال آزاد امكان كنترل وزن مولكولي و توزيع آن وجود ندارد. هم چنين با استفاده از روش پليمريزاسيون راديكال آزاد امكان تهيه كوپليمرهاي با ساختارهاي معين مانند كوپليمر بلوكي، پيوندي، برسي، ستاره اي و ... وجود ندارد. استفاده از روش پليمريزاسيون زنده به علت ماهيت زنده انتهاي زنجيري امكان تهيه ساختارهاي فوق را با استفاده از روش هاي افزايش ترتيبي مونومر، پيوند زدن از ميان، پيوند زدن بر و ... فراهم مي سازد. قابل ذكر است كه تعداد زيادي از ساختارهاي فوق با روش آنيوني نيز قابل تهيه هستند. اما اين روش بسيار نسبت به ناخالصي حساس است و در حضور مقدار كمي ناخالصي سيستم پليمريزاسيون كاملا به هم خورده و يا به صورت كامل متوقف مي شود. لذا استفاده از روش هاي پليمريزاسيون راديكالي زنده توصيه مي شود. در بين روش هاي راديكالي زنده، روش ATRP به دليل فراهم بودن تجاري همه واكنش دهنده هاي آن و هم چنين عدم حساسيت زياد به ناخالصي و امكان انجام در شرايط بسيار آسان نسبت به ساير روش هاي زنده امكان دستيابي به ساختارهاي مولكولي معين با وزن مولكولي معين و توزيع بسيار باريك وزن مولكولي را فراهم مي سازند. در اين اختراع به تهيه پلي بوتيل اكريلات با روش ATRP پرداخت شده است. پلي بوتيل اكريلات حاصل از اين روش علاوه بر توزيع باريك وزن مولكولي قابليت استفاده به عنوان ماكرومونومر براي تهيه انواع متفاوت كوپليمر را داراست. نانو كامپوزيت پلي استايرن با روش ATRP پرداخته شده است. نانو كامپوزيت پلي استايرن حاصل از اين روش علاوه بر توزيع باريك وزن مولكولي قابليت استفاده به عنوان ماكرومونومر براي تهيه انواع متفاوت نانو كامپوزيت هاي كوپليمري را داراست.