فرایندهای پلیمر شدن تعلیقی برای تولید پلیمرهای دانه ای اهمیت ویژه ای دارند. یکی از عوامل مهم برای کنترل اندازه دانه های پلیمر در این فرایندها تغییرات کشش سطحی است. مواد فعال سطحی آنیونی نظیر سدیم دودسیل بنزن سولفونات برای ایجاد کشش سطحی مطلوب به کار می روند. در این پژوهش، اثر چگونگی کارکرد سدیم آلکیل بنزن سولفونات در تغییرات کشش سطحی و پیش بینی غلظت بهینه آن با استفاده از نمودارهای تجربی کشش سطحی مطالعه و بررسی شد. داده های تجربی نشان می دهد، برای تولید پلی استیرن انبساطی با توزیع اندازه ذرات معین، غلظت ماده فعال سطحی باید طوری تنظیم شود تا کشش سطحی در فاز آب به مقدار 64.5mN/m برسد. نمودارهای ستونی توزیع اندازه دانه های پلی استیرن انبساطی بیان گر آن است که غلظت سدیم آلکیل بنزن سولفونات خطی پیش بینی شده از روی مدل تجربی با غلظت بهینه اختلاف معنی داری ندارد.

فرضیه: پلیمرشدن تعلیقی استیرن در مجاورت ذرات گرافیت انجام شد. برای درک بهتر فرایند و تنظیم عامل های آن، سینتیک گرمایی واکنش پلیمرشدن بررسی شد. اثر عامل های مختلف فرایند بر توزیع اندازه دانه ها ارزیابی و مقدار رسانندگی گرمایی اسفنج های حاصل مطالعه شد. روش ها: شناسایی محصول و سینتیک گرمایی واکنش پلیمرشدن با آزمون های گرماسنجی تفاضلی پویشی (DSC)، گرماوزن سنجی (TGA) و اندازه گیری توزیع اندازه ذره و رسانندگی گرمایی ارزیابی شد. اثر علظت گرافیت و آغازگر بر سینتیک واکنش بررسی شد. یافته ها: نتایج نشان داد، با وجود ذرات گرافیت سرعت واکنش پلیمرشدن رادیکال آزاد به شدت کم شده و این موضوع موجب ناپایداری سامانه تعلیق و مانع از تولید محصول مناسب می شود. با تنظیم متغیر های فرایند مانند افزایش مقدار پایدارکننده ها (1 تا %2) و آغازگر (تا %0. 6 وزنی)، دفعات و زمان تزریق آن ها، پلیمرشدن استیرن در مجاورت گرافیت انجام شد. دانه ها کاملا کروی و بسیار ریز (کمتر از 420µ m) کمتر از %5 نسبت به محصول بودند. دانه های انبساط یافته طی فرایند پیش انبساط ساختار سلولی یکنواختی داشتند. مقدار پنتان باقی مانده درون دانه های پیش انبساط یافته به اندازه کافی (حدود %7 وزنی) بود تا در مرحله انبساط نهایی، قالب های اسفنج دارای جوش خوردگی مناسبی باشند. اسفنج های نهایی دارای 0، 1 و %1. 5 گرافیت بودند. مقدار رسانندگی گرمایی اسفنج های دارای گرافیت با افزایش مقدار گرافیت کاهش یافت. در نتیجه، اسفنج های دارای گرافیت در مقایسه با پلی استیرن انبساط یافته معمولی، عایق های گرمایی بهتری بودند. بنابراین برای کار ویژه گرمایی، به مقدار کمتری از پلی استیرن انبساط یافته دارای گرافیت نسبت به پلی استیرن معمولی نیاز است، در نتیجه هزینه کل عایق کاهش می یابد.

در فرایند پلیمرشدن استیرن، تری کلسیم فسفات، TCP، با شکل بلوری هیدروکسی آپاتیت به عنوان پایدار کننده تعلیق پلیمر مصرف می شود. اندازه ذرات TCP در قدرت پایدارکنندگی آن و هم چنین توزیع اندازه ذرات و شکل هندسی محصول پلی استیرن نقش بسیار مهمی را ایفا می کنند. هر چه اندازه ذرات TCP کوچک تر باشد، قدرت پوشش آن روی قطره های مونومر استیرن افزایش یافته و میزان انبوهش قطره های مونومر به هنگام برخورد با یک دیگر کاهش می یابد. در نتیجه درصد محصول کروی شکل با اندازه کوچک و توزیع یکنواخت و باریک افزایش می یابد. نتایج آزمایش های انجام شده نشان می دهد. با افزایش سدیم هگزامتافسفات (SHMP) به مخلوط واکنش آهک و فسفریک اسید، اندازه ذرات TCP پس از خشک کردن آن با خشک کن افشانه ای، بدون نیاز به آسیاب کردن، از حدود 5mm (بدون (SHMP به 1.5mm (با (SHMP کاهش می یابد. در این پژوهش با انجام آزمون کاربردی، اثر وجود SHMP در محصول TCP بر کارایی آن به عنوان پایدارکننده تعلیق پلیمر و در نتیجه بر اندازه دانه های پلی استیرن بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد. با وجود کاهش اندازه ذرات TCP با حضور SHMP، اندازه دانه های پلی استیرن تهیه شده با آن نسبت به پلی استیرن تهیه شده با TCP معمولی (بدون (SHMP بزرگ تر است.

ریزبالن ها نتیجه انبساط ریزگوی های انبساط پذیرند که از پوسته گرمانرم و هسته هیدروکربنی انبساط پذیر تشکیل می شوند. اگر دمای انبساط به دمای انتقال شیشه ای دیواره ریزبالن ها نزدیک باشد، با تبخیر مایع از هسته ریزگوی، فشاری داخلی ایجاد می شود و هم زمان با نرم شدن دیواره، انبساط رخ می دهد. در این پژوهش، ریزگوی های اولیه انبساط نیافته از جنس پلی متیل متاکریلات با یا بدون ایجاد اتصالات عرضی به روش پلیمرشدن رادیکالی آزاد تعلیقی تهیه شدند. در فاز آبی از پلی وینیل الکل به عنوان عامل پایدارکننده استفاده شد. در فاز آلی علاوه بر متیل متاکریلات به عنوان مونومر، از تری اتیلن گلیکول دی متاکریلات به عنوان عامل شبکه ای کننده، از پنتان به عنوان عامل انبساط و از بنزوئیل پراکسید به عنوان آغازگر استفاده شد. در نتیجه پلیمرشدن، ذرات انبساط پذیری به قطر mm 20 تا 40 mm حاصل شد. اثر مقدار عامل شبکه ای کننده استفاده شده در فرمول بندی بر شکل شناسی، کیفیت انبساط و نیز چگالی ریزبالن های حاصل بررسی شده است. نتایج بررسی ریزبالن ها به روش میکروسکوپی الکترونی پویشی ریزبالن هایی کاملا کروی با ضخامت دیواره در حدود0.4 mm  نشان می دهد. آزمون گرماوزن سنجی درصد پنتان باقی مانده درون ریزبالن های انبساط یافته را در حدود 20 درصد نشان می دهد.

فرایند پلیمر شدن تعلیقی، امروزه نیز به عنوان یک روش توسعه یافته در تولید پلیمرهای دانه ای شکل به شمار می رود. در این پژوهش تاثیر ساختارهای شیمیایی متفاوت گروه الکیل در سدیم دودسیل بنزن سولفونات بر کنترل رشد دانه های پلی استایرن انبساطی در فرایند پلیمرشدن تعلیقی مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد، در فرایند پلیمر شدن تعلیقی پلی استایرن، هنگامی که سدیم دودسیل بنزن سولفونات خطی با سدیم دودسیل بنزن سولفونات شاخه دار با درصد وزنی ماده فعال یکسان جایگزین می شود، رشد دانه ها افزایش یافته و پایداری تعلیق به شدت کاهش می یابد. همچنین عملکرد پراکنده سازهای معدنی نظیر تری کلسیم فسفات تحت تاثیر قرار گرفته و تضعیف می شود. به علت مصرف اضافی تری کلسیم فسفات، حداکثر فراوانی در توزیع پلی استایرن انبساطی از 1/76 درصد به 7/49 درصد رسید و پراکندگی توزیع اندازه دانه ها بیشتر شد.

فرضیه: مونومر متیل استیرن از مشتقات استیرن است که از قرارگرفتن گروه متیل روی گروه بنزنی یا وینیلی به وجود می آید. پلی( متیل استیرن) افزون بر خواص مشابه پلی استیرن دارای خواصی ویژه از جمله چگالی کمتر و دمای انتقال شیشه ای بیشتر نسبت به پلی استیرن است که محدوده دمای عملکری آن را تحت تأثیر قرار می دهد. دانش سینتیک پلیمرشدن امکان ایجاد ساختار پیچیده با روش های مختلف پلیمرشدن را می دهد. هدف اصلی این مقاله بررسی سینتیک پلیمرشدن رایکالی آزاد متیل استیرن (%64 ایزومر متا و %36 پارامتیل استیرن) با استفاده از مدل های مرتبه دوم و سوم و معادله های ممان در محدوده دمایی 140-80 درجه سلسیوس است. روش ها: پلیمرشدن توده گرمایی متیل استیرن در محدوده دمایی 140-80 درجه سلسیوس با روش آمپول انجام شد. درصد تبدیل نمونه ها با روش وزن سنجی و متوسط وزن مولکولی از آزمون سوانگاری ژل تراوشی (GPC) محاسبه شد. مدل سازی پلیمرشدن متیل استیرن از حل معادله های ممان واکنش های موجود در پلیمرشدن با نرم افزار MATLAB، شبیه سازی شد. مدل های ارائه شده برای مرحله آغاز پلیمرشدن شامل دو بخش شروع مرتبه سوم و دوم نسبت به مونومر بود. یافته ها: نتایج نظری به دست آمده از هر دو روش آغاز، با نتایج تجربی به دست آمده با روش وزن سنجی انطباق قابل قبولی نشان داد. همچنین مشخص شد، مدل مرتبه سوم نسبت به مرتبه دوم انطباق پذیری بهتری دارد. نتایج مشابهی برای مدل سازی متوسط های وزن مولکولی به دست آمد. مشخص شد، اثر ژل نسبت به انتقال به مونومر مؤثرتر بوده و این اثر بر متوسط وزنی وزن مولکولی بیشتر از متوسط عددی وزن مولکولی بوده است. از سوی دیگر، مدل پلیمرشدن ایده آل که شامل حذف اثر ژل و ثابت درنظرگرفتن ثابت های سرعت است، انطباق خوبی با نتایج تجربی نشان نداد.

فرضیه: اصلی ترین راه بازیافت تایرهای فرسوده، آسیاب آن ها به ذرات ریز و سپس اختلاط با زمینه های مختلف به منظور بهبود خواص آن هاست. به عنوان مثال، از این لاستیک تایر آسیاب شده (GTR)، می توان برای بهبود مقاومت ضربه پلیمرهای شکننده مانند پلی استیرن (PS) استفاده کرد. در این راستا، برهم کنش ضعیف میان دو جزء ممکن است، به کاهش خواص مکانیکی منجر شود. پیوند پلیمر زمینه بر GTR، یکی از روش های موفق اصلاح لاستیک است که از مزیتی منحصر به فرد، امکان انتخاب نوع پیوند بر اساس پلیمر زمینه برخوردار است. به عنوان مثال، می توان از پیوند پلی استیرن بر سطح GTR (PS-g-GTR)، برای آلیاژ PS/GTR به عنوان سازگارکننده استفاده کرد. روش ها: در این پژوهش، با استفاده از پلیمرشدن در جای مونومر استیرن در مجاورت GTR در دو محیط توده و محلولی، PS-g-GTR سنتز شد. تغییرات درصد تبدیل مونومر و بازده پیوند با افزایش دما در سنتز توده و با افزایش مقدار شروع کننده در سنتز محلولی بررسی شد. یافته ها: بیشترین بازده پیوند (57%) و درجه پیوند (247%) در پلیمر شدن محلولی در دمای °90 با نسبت درصد مولی شروع کننده به مونومر 1و نسبت درصد وزنی GTR به مونومر 13 حاصل شد. مقایسه طیف زیرقرمز تبدیل فوریه (FT-IR) برای GTR و PS-g-GTR، ظهور قله های مربوط به حلقه بنزن را پس از پیوندخوردن به وضوح نشان داد. بر اساس جرم باقی مانده در آزمون گرماوزن سنجی (TGA)، پلیمر پیوندی سنتزشده دارای 56% وزنی پلی استیرن بود. با محاسبه مقیاس طولی ناحیه بازآرایی هماهنگ (CRR) در دمای گذار شیشه ای بر اساس آزمون گرماسنجی تفاضلی پویشی (DSC)، وزن مولکولی زنجیرهای پیوندخورده بیشتر از 104g/mol تخمین زده شد. به نظر می رسد، این پلیمر پیوندی بتواند با ایجاد سازگاری میان پلی استیرن و GTR، باعث بهبود شایان توجه مقاومت ضربه ای پلی استیرن شود.

در حین فرایندهای ریسندگی الیاف، تولید نخ، بافندگی پارچه یا رنگرزی آن، عملیات تکمیلی مختلف انجام می گیرد تا ارزش افزوده محصول نهایی ارتقا پیدا یابد یا فرایندهای تولید آن با مشکلی مواجه نشود. انجام عملیات تکمیلی باعث می شود تا افزون بر ایجاد تغییرات در ساختار فیزیکی و شیمیایی نخ و پارچه، ویژگی­ های نوینی در آن­ها ایجاد شده و در نتیجه دامنه کاربرد این محصولات برای رفع نیاز مشتری گسترده تر شود. فرایند پلیمرشدن امولسیونی به­ دلیل مزیت هایی چون سادگی فرایند تولید، امکان تولید پلیمرهایی با وزن مولکولی زیاد و مصرف کم انرژی دارای کاربردهای فراوانی در حوزه های مختلف، به­ویژه صنایع نساجی است. فرایند پلیمرشدن ادمیسلی نیز ایجاد انواع پوشش های پلیمری با ضخامت اندک بر روی انواع سطوح را امکان­ پذیر می ­سازد. بنابراین، به ­دلیل آسانی انجام فرایند پوشش دهی، قابلیت زیادی در اصلاح خواص سطحی منسوجات دارد. از فرایندهای پلیمرشدن امولسیونی و ادمیسلی به­ طور گسترده در صنعت نساجی برای انجام عملیات تکمیلی الیاف، نخ و پارچه برای بهبود خواص منسوجات و ایجاد ویژگی ­های جدید در آن­ها استفاده می شود. در این مقاله، ابتدا فرایندهای پلیمرشدن امولسیونی و ادمیسلی معرفی می­ شوند. سپس، کاربرد آن­ها در صنعت نساجی شامل عملیات تکمیل منسوجات مانند دافع آب کردن، ضدآتش کردن، رسانای الکتریکی کردن، ضدمیکروب­ سازی، پرتوافکنی فرابنفش، معطرسازی و نیز تولید چسب­ های محلول در آب برای کاربرد در فرایندهای رنگرزی و چاپ پارچه مرور می ­شود.

پلیمر شدن پلی اتیلن سنگین با استفاده از کاتالیزور THT در فشار 7bar و دمای 70oC به طور نیمه پیوسته در راکتور 5 لیتری به حالت دوغابی و بدون استفاده از هیدروژن به عنوان عامل انتقال زنجیر و کنترل کننده وزن مولکولی انجام شد. در این مطالعه، اثر کمک کاتالیزورهای مختلف شامل تری اتیل آلومینیم، تری ایزوبوتیل آلومینیم و تری –n اکتیل آلومینیم بر سینتیک پلیمر شدن بررسی شد. همچنین، برای بررسی اثر دما و فشار، با استفاده از کمک کاتالیزور و تری اتیل آلومینیم، پلیمر شدن در دما و فشارهای مختلف انجام شد. مشاهد شد، با افزایش غلظت کمک کاتالیزور نسبت به تیتانیم سرعت پلیمرشدن افزایش یافته و پس از رسیدن به مقداری بهینه کاهش می یابد. همچنین، هنگامی که از کمک کاتالیزور تری اتیل آلومینیم استفاده می شود، پلیمر شدن با سرعت و بازده بیشتری نسبت به تری ایزوبوتیل آلومینیم و تری –n اکتیل آلومینیم انجام می شود. کمک کاتالیزور تری ایزوبوتیل آلومینیم فعال تر از کمک کاتالیزور –n اکتیل آلومینیم است. همچنین، اثر غلظت هر سه کمک کاتالیزور بر سرعت پلیمرشدن، مطابق با معادلات Longmuir-Hineshelwood بدست آمد. نتایج نشان می دهد که نمودار واکنش پذیری کاتالیزور بر حسب دما دارای مقداری حداکثر در دمای 70oC است. در این میان مشخص شد که سرعت پلیمر شدن با توان 1.69 فشار مونومر متناسب است.

پلیمرشدن استیرن با روش رادیکال آزاد (FRP) و هم چنین پلیمرشدن رادیکالی انتقال اتم (ATRP) در دمای 105°C انجام و با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو بررسی شد. تغییرات درجه تبدیل، غلظت آغازگر، وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی با پیش رفت واکنش ارزیابی شد. با توجه به نتایج، در یک زمان معین،FRP  در مقایسه با ATRP به درجه تبدیل بیشتری می رسد. در ATRP، غلظت آغازگر در زمان های اولیه واکنش به شدت کاهش یافته و به مقدار صفر نزدیک می شود. هم چنین مقادیر ثابت های سرعت اختتام وابسته به طول زنجیر با گذشت زمان واکنش کاهش می یابد. در حالی که در FRP، غلظت آغازگر به طور نمایی با زمان کاهش و ثابت سرعت اختتام با افزایش درجه تبدیل افزایش می یابد. در ATRP نمودار تغییرات وزن مولکولی متوسط عددی و وزنی تا درجه تبدیل های نسبتا زیاد خطی است که بیان گر ماهیت زنده پلیمرشدن است. توزیع وزن مولکولی پلیمر حاصل از ATRP بسیار باریک تر از پلیمر حاصل از روش FRP است.