آقای علی صافی نِژاد دانشجوی موسسه، موفق به کسب دکترای رشته مهندسی پلیمریزاسیون شدند

آقای علی صافی نِژاد دفاع موفقیت آمیز از رساله دکتری تان را تبریک عرض نموده و برایتان در مراحل پیش روی زندگی، آرزوی موفقیت و سربلندی می نمائیم. 

عنوان پروژه : 
مطالعه سینتیک پلیمریزاسیون و انعقاد لاتکس‌های XNBR و مدل‌سازی توزیع اندازه ذرات با استفاده از مدل‌های موازنه جمعیتی

اساتید راهنما : دکتر سعید پورمهدیان و دکتر بهزاد شیرکوند هداوند؛

چکیده پروژه:
سینتیک پلیمریزاسیون و انعقاد در سامانه پلیمریزاسیون امولسیونی ناپیوسته اکریلونیتریل ـ بوتادین ـ اسید کربوکسیلیک با استفاده از دو مونومر اسیدی اکریلیک اسید و متاکریلیک اسید مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین سامانه پلیمریزاسیون این دسته از لاتکس‌ها با استفاده از روش‌ موازنه جمعیت اندازه ذرات مدل‌سازی گردیده است. پروفایل‌های فشار در سامانه پلیمریزاسیون امولسیونی لاتکس‌های کربوکسیله اکریونیتریل ـ بوتادین ابزاری ارزشمند برای مطالعات سینتیکی و پیش‌بینی مراحل مختلف پلیمریزاسیون و همچنین تشخیص زمان وقوع اثرات ژل می‌باشد. چهار ناحیه در پروفایل‌های فشار این سیستم‌های پلیمریزاسیون مشاهده می‌گردد، که هر ناحیه یک مرحله متفاوت از بازه کلی پلیمریزاسیون را نشان می‌دهد. نواحی اول تا سوم پروفایل‌های فشار با بازه‌های زمانی سه‌گانه مدل شناخته شده هارکینز مطابقت می‌نماید. از طرف دیگر، نوع و مقدار مونومر اسید کربوکسیلیک تاثیر بسزایی بر روی رفتار سینتیکی و توزیع اندازه ذرات لاتکس ایفا می‌نماید. بررسی پروفایل‌های فشار و توزیع اندازه ذرات در لاتکس‌ها نشان می‌دهد که با افزایش زمان هسته‌گذاری (یعنی ناحیه نخست پروفایل فشار)، اختلاف زمانی بین ذراتی که در ابتدای مرحله هسته‌گذاری تولید گردیده با ذراتی که در انتهای این مرحله تولید گردیده افزایش یافته، که به نوبه خود باعث افزایش پهنای توزیع اندازه ذرات می‌گردد. هر چقدر میزان مونومر اسیدی کاهش یابد، توزیع اندازه ذرات به دلیل افزایش بازه زمانی هسته‌گذاری و همچنین احتمال وقوع ناپایداری‌های کلوئیدی افزایش می‌یابد. با افزایش بیش از حد مقدار مونومر اسیدی، پدیده‌های انعقادی به دلیل افزایش غلظت پلیمرهای محلول اهمیت بیشتری پیدا می‌نماید. این پلیمر‌های محلول باعث تسهیل تجمع ذرات از طریق سازوکار پل‌گذاری گردیده، که در نتیجه متوسط اندازه ذرات و پهنای توزیع اندازه ذرات افزایش می‌یابد. تاثیرات نوع مونومر اسیدی تنها به سرعت هسته‌گذاری محدود نمی‌گردد. به نظر می‌رسد که نوع مونومر اسیدی بر روی سرعت‌های ورود رادیکال‌ها به ذرات و نیز خروج آنها تاثیر گذار می‌باشد. نتایج نشان می‌دهد که متوسط تعداد رادیکال‌ها در ذرات در خصوص نمونه‌های سنتز شده با اکریلیک اسید نسبت به نمونه‌های سنتز شده با متاکریلیک اسید پایین تر می‌باشد. بنابراین، انتظار می‌رود که این عامل نقش مهمی در کاهش سرعت کلی فرآیند پلیمریزاسیون در نمونه‌های سنتز شده با اکریلیک اسید باشد. میزان گروه‌های کربوکسیلیک مدفون شده در ذرات در خصوص لاتکس‌های سنتز شده با اکریلیک اسید پایین‌تر می‌باشد. این پدیده به دلیل ماهیت آبدوستی بیشتر مونومر اکریلیک اسید نسبت به متاکریلیک اسید قابل انتظار می‌باشد. با کاهش دمای پلیمریزاسیون شاهد کاهش چشمگیر سرعت پلیمریزاسیون، پهن شدن توزیع اندازه ذرات لاتکس و کاهش پایداری کلوئیدی می‌باشیم. مطالعه پایداری کلوئیدی لاتکس‌های رقیق شده بر اساس آزمون‌های کدورت‌سنجی نشان می‌دهد که نظریه DLVO قادر به توصیف سازوکار پایداری در خصوص این دسته از لاتکس‌ها نمی‌باشد، چرا که پایداری لاتکس‌های کربوکسیله نتیجه دو سازوکار پایداری الکترواستاتیک و پایداری فضایی می‌باشد.