عنوان تحقیق: در سال­های اخیر چاپگرهای بر پایه تونر به جهت کاربری آسان، صرفه اقتصادی، سرعت و کیفیت بالا کاربردهای فراوانی یافته­اند. ازاین رو تلاش­های زیادی جهت تولید تونر با روش های متفاوتی ازجمله پلیمریزاسیون سوسپانسیونی و تجمع امولسیونی صورت گرفته است اما در تمامی این روش­ها علی رغم خواص رنگی و اندازه ذرات مطلوب، درصد تبدیل واکنش کم می­باشد.  هدف تحقیق: در مطالعه جاری از روش پلیمریزاسیون امولسیونی درجا بر پایه مونومرهای استایرن و بوتیل اکریلات در حضور دوده برای تولید تونر با درصد تبدیل بالای 75% استفاده شده است. در این راستا تأثیر دمای واکنش پلیمریزاسیون و سرعت همزن بر درصد تبدیل در زمان­­های مختلف، اندازه‎ و توزیع اندازه ذرات، خواص حرارتی و رنگی محصول نهایی بررسی شد. آزمون رنگ­سنجی برای بررسی خواص رنگی انجام شد. همچنین ریزساختار تونرهای سنتزشده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی ارزیابی شد. نتایج اصلی: نتایج بیانگر این است که روش پلیمریزاسیون امولسیونی درجا ضمن دارا بودن درصد تبدیل مطلوب واکنش در محدوده 75-90%، به خوبی قادر است خواص رنگی و توزیع اندازه ذرات مناسب را برای تونر ایجاد کند. تمامی تونرهای تولیدشده توزیع اندازه ذرات باریک و شکلی کروی داشتند که دمای واکنش و سرعت همزن بر آن بی تأثیر بوده است. با افزایش دمای پلیمریزاسیون از ℃70 به ℃80، درصد تبدیل بالاتری حاصل شده ولی افزایش سرعت همزن تأثیر دوگانه­ای بر درصد تبدیل داشته است. با افزایش دما به ℃90، چسبندگی ذرات کروی به یکدیگر مشاهده شد. افزودن یک باره مونومرها به محیط واکنش و استفاده از فرایند ناپیوسته (batch process) سبب مشاهده دو دمای انتقال شیشه­ای شد. این نوع شیوه سنتز تونر می­تواند راهنمایی برای پژوهش­های آینده جهت تولید تونر با بالاترین درصد تبدیل باشد.

در این کار، نانوکامپوزیت پلی متیل استایرن/ اکسید روی با استفاده از پلیمریزاسیون رادیکالی درجا سنتز گردید. نانوذرات اکسید روی (ZnO) استفاده شده به روش رسوب گیری سنتز شد. ذرات به دست آمده با استفاده از روش پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی پویشی مورد شناسایی قرار گرفت. قطر اندازه ذرات برابر 23 nm می باشد. سپس سطح نانوذرات به وسیله جفت کننده سیلانی اصلاح گردید، تا پخش شدگی خوب و امتزاج پذیری خوبی بین ذرات معدنی و ماتریکس پلیمری ایجاد گردد. سپس نانوذرات اصلاح شده با معرف سیلانی در منومر متیل استایرن پخش گردید و پلیمریزاسیون رادیکالی درجا در حضور آغازگر رادیکالی AIBN انجام گرفت. مواد حاصل به وسیله روش های XRD،SEM ، TEM، FT-IR، UV-Vis و HNMR مورد شناسایی قرار گرفت. نقش نانو ذرات اکسید روی بر روی خواص حرارتی و دمای شیشه ای پلی متیل استایرن با استفاده از تکنیک های TGA و DSC مورد بررسی قرار گرفته است.

نانوکامپوزیت های نانولوله کربنی/ پلی استایرن به کمک پلیمریزاسیون در جا تحت تابش امواج مایکروویو سنتز شدند. به علت اینکه نانو لوله های کربنی جاذب مایکروویو هستند در اثر تابش مایکروویو گرم شدند و پلیمریزاسیون حرارتی خود به خودی استایرن بدون استفاده از آغازگر انجام شد. برای بررسی تاثیر امواج مایکروویو در پلیمریزاسیون، سنتز نانو کامپوزیت نانو لوله کربنی/پلی استایرن به کمک حرارت دهی نیز انجام شد. ریخت­ شناسی نمونه ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی و میکروسکوپ الکترونی عبوری مورد مطالعه قرار گرفت. مشخصه یابی نمونه ها به کمک آنالیز های طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه، گرما سنج وزنی و رامان  انجام شد و رسانایی الکتریکی نمونه ها نیز بررسی گردید. نتیجه­ ها نشان دادند که استفاده از امواج مایکروویو می تواند باعث ایجاد یک لایه پلی استایرنی روی نانو لوله ها شود و نانو کامپوزیت حاصله دارای کلوخه های اندکی بود. علاوه بر این، با افزایش توان مایکروویو، ضخامت لایه پلیمری ایجاد شده روی نانولوله ها افزایش و رسانایی الکتریکی نانو کامپوزیت ها از 37/14 زیمنس بر متر برای نانوکامپوزیت سنتز شده با حرارت (صفر وات) به 17/7، 39/5 و 94/2 زیمنس بر متر به ترتیب برای نانوکامپوزیت سنتز شده با مایکروویو با قدرت300، 500 و 700 وات، کاهش یافت.

در این تحقیق، نانوکامپوزیت های آهن نیکل@پلی آنیلین (FeNi@PANI)، به منظور استفاده در جاذب های امواج الکترومغناطیس طی دو مرحله تهیه شدند. در مرحله اول با استفاده از روش پلی اول تک مرحله ای، نانوذرات آلیاژی FeNi سنتز شدند و سپس، با استفاده از روش پلیمریزاسیون درجا نانوکامپوزیت آلیاژی FeNi@PANI تهیه شد. الگوی XRD تشکیل ساختار FeNi خالص با شبکه بلوری FCC را تأیید کرد. نتایج VSM نشان داد که مغناطش اشباع نانوکامپوزیت پلیمری FeNi@PANI کاهش قابل توجهی نسبت به نانوذرات آلیاژی FeNi دارد. میزان جذب امواج میکروویو در محدوده فرکانسی 8 تا 12 گیگاهرتز اندازه گیری شد و نتایج نشان داد که وجود پلی آنیلین باعث افزایش جذب امواج توسط نانوکامپوزیت در مقایسه با آلیاژ خالص می شود. مقدار بیشینه اتلاف بازتابی توسط نانوکامپوزیت تهیه شده برابر با 4-دسی بل معادل با 60 درصد جذب اندازه گیری شد. پهنای باند جذب در 3-دسی بل معادل 350 مگاهرتز بدست آمد.

لاتکس های پلیاستایرن با پراکنش نانو صفحات خاک رس به وسیله پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم معکوس درجا در سیستم مینی امولسیون و در دمای 90oC سنتز شدند. درجه تبدیل نهایی مونومر با استفاده از روش وزن سنجی اندازه گیری شد. توزیع اندازه قطرات و ذرات نیز با استفاده از روش تفرق نور (DLS) به دست آمد. همچنین متوسط عددی و وزنی وزن مولکولی و شاخص پراکندگی با استفاده از روش کروماتوگرافی ژل تراوایی (GPC) مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار شاخص پراکندگی پلی استایرن خالص در مقایسه با مقادیر به دست آمده از نمونه های نانوکامپوزیتی پایین تر بود که با افزایش میزان نانوذره، افزایش یافت. نتایج تفرق اشعه ایکس (XRD) نشان می دهد که صفحات خاک رس در ماتریس پلیمری پراکنده شده و نانوکامپوزیت هایی با ساختار پراکنشی حاصل گردیده است. تشکیل موفقیت آمیز زنجیره های پلی استایرن و ماهیت زنده این زنجیره ها توسط نتایج FTIR به اثبات رسید. نتایج حاصل از HNMR نیز حاکی از ماهیت زنده فرآیند پلیمریزاسیون است. تصویر SEM نیز توزیع یکنواخت ذرات کروی نانوکامپوریت پلی استایرن با اندازه ذرات حدود 200nm را در نمونه نانوکامپوزیتی محتوی 1% خاک رس نشان می دهد.

در این پژوهش، گرافن اکسید با استفاده از روش پلیمریزاسیون درجا و در حضور متیل متاکریلات برای بهبود پراکندگی نانو ذره در ماتریکس پلی متیل متاکریلات و همچنین بهبود ویژگی های مکانیکی آن اصلاح شد. از فناوری فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR) برای تایید اصلاح موفقیت آمیز گرافن اکسید استفاده شد. نانوکامپوزیت های پلی متیل متاکریلات با استفاده از روش اختلاط ذوبی تهیه شدند و فناوری های آنالیز گرما وزن سنجی (TGA) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) برای بررسی نانو کامپوزیت های تهیه شده مورد استفاده قرار گرفت. همچنین اثرهای مقدار گرافن اکسید افزوده شده و پارامترهای فرآیند توسط طراحی آزمایش تاگوچی مورد مطالعه قرار گرفتند. (مقدار گرافن اکسید: 0، 2 و 4 درصد وزنی، فشار پشت تزریق 40، 60 و 80 مگا پاسکال، فشار تزریق 60، 80 و 100 مگا پاسکال و زمان فشار پشت تزریق 1، 5/2 و 4 ثانیه به عنوان پارامترهای متغیر در نظر گرفته شدند). برای بررسی ویژگی های مکانیکی کامپوزیت های تهیه شده، آزمون های استحکام کششی، سختی و ضربه مورد مطالعه قرارگرفتند. نتیجه ها نشان دادند که استحکام کششی نمونه تهیه شده در مقدار 2 درصد وزنی نانوذره ها، فشار پشت تزریق 40 و فشار تزریق 60 مگا پاسکال و زمان فشار پشت تزریق 4 ثانیه بیش ترین مقدار را داشته است. سخنی نانوکامپوزیت ها نیز با افزایش مقدار نانوذره افزایش یافته و فشار تزریق، فشار پشت تزریق و زمان فشار پشت تزریق در سختی نمونه ها تاثیر چندانی نداشت. هم چنین آزمون ضربه بر روی نمونه ها نشان داد که با افزایش مقدار نانوذره و افزایش فشار تزریق استحکام در برابر ضربه کاهش یافته است، افزون بر این، در فشار پشت تزریق 80 مگا پاسکال و زمان فشار پشت تزریق 1 ثانیه نیز نمونه ها بیش ترین مقاومت در برابر ضربه را داشته اند.

کاربید سیلسیم مزوحفره با سطح ویژه بالا از پیش سازه نانوکامپوزیت /MCM-48 پلی اکریل آمید، در محدوده دمایی 550-600oC با استفاده از فرآیند احیای منیزیوترمال نانو کامپوزیت MCM-48 /C سنتز شد. نانوکامپوزیت /MCM-48 پلی اکریل آمید به روش پلیمریزاسیون درجا تهیه شد. خواص فیزیکی-شیمیایی و میکرو ساختاری پیش سازه و پودر SiC توسط تکنیک هایی همچون XRD، TEM، DSC-TGA و ایزوترم جذب/ واجذب نیتروژن مشخصه یابی شدند. نتایج نشان داد، پودر SiC حاصل به صورت مزوحفره و با سطح ویژه حدود 330m2/g می باشد. حضور پیک گرمازا در گراف DSC، نشان دهنده فرآیند خود احتراق سنتز منیزیوترمال SiC می باشد. همچنین نتایج نشان داد، کربن علاوه بر تشکیل فاز SiC می تواند در احیای سیلیکا نیز نقش داشته باشد.