فرضیه: کوپلیمرشدن موفق ترین و قدرتمند ترین روش برای اعمال تغییرات اصولی در خواص پلیمر است. سودمندی و کارایی کوپلیمرشدن از یک طرف با پژوهش های بنیادی ارتباط خواص-ساختار و از سوی دیگر به وسیله محدوده گسترده ای از کاربردهای تجاری مشخص می شود. تعیین ساختار کوپلیمر (ترکیب کوپلیمر، توزیع توالی مونومر) یکی از چالش های اصلی برای پیش بینی خواص کوپلیمر و ارتباط میان ساختار و خواص است. روش ها: هوموپلیمرهای پلی(1-وینیل ایمیدازول) و پلی (وینیل فسفونیک اسید) به ترتیب در مجاورت α ، α-آزوبیس ایزوبوتیرونیتریل (AIBN) و α ، α-آزودی ایزوبوتیرآمیدین دی هیدروکلرید (AIBA) به عنوان آغازگر سنتز شدند. کوپلیمرهای پلی(1-وینیل ایمیدازول-وینیل فسفونیک اسید) در نسبت های مختلف مولی از مونومرها در خوراک اولیه با روش پلیمرشدن رادیکال آزاد رسوبی در حلال دی متیل فرمامید (DMF) در دمای 80 درجه سلسیوس تهیه شدند. ساختار و ریزساختار پلیمرها با روش های طیف سنجی بررسی شد. در ادامه، دمای انتقال شیشه ای هومو و کوپلیمرها با آزمون های گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و تجزیه گرمایی دینامیکی-مکانیکی (DMTA) اندازه گیری شد. یافته ها: نسبت واکنش پذیری کومونومرهای 1-وینیل ایمیدازول و وینیل فسفونیک اسید با استفاده از روش Kelen-Tudos توسعه یافته و نتایج آزمون 1H NMR به ترتیب 0. 078 و 0. 870 به دست آمد. نسبت واکنش پذیری کومونومرها تمایل آن ها به تشکیل کوپلیمر متناوب را نشان داد. ریزساختار کوپلیمرها شامل توالی دوتایی مونومرها با استفاده از نسبت واکنش پذیری کومونومرها و معادله های نظری تعیین شد. سپس، دمای انتقال شیشه ای کوپلیمرها با استفاده از توالی های محاسبه شده و معادله Barton پیش بینی شد که تطابق بسیار خوبی با مقادیر تجربی نشان داد و مشخص شد، ریزساختار کوپلیمرها اثر مهمی بر دمای انتقال شیشه ای آن ها دارد.

در این تحقیق، دمای انتقال شیشه ای (Tg) و دمای ذوب (Tm) ژلاتین با رطوبت های 7، 11 و 14 درصد به کمک تکنیک گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) اندازه گیری شد. با افزودن آب به ژلاتین، مقادیر Tg و Tm کاهش یافت. Tg ژلاتین نیمه بلوری بیش از مقدار Tg در ژلاتین با ساختار بی شکل یا آمورف بود که با سردکردن سریع از حالت مذاب به دست می آید. تغییر انتالپی (ΔH) حاصل از پدیده زمانمندی فیزیکی در حالت شیشه ای در ژلاتین با ساختمان های مولکولی مختلف (نیمه بلوری یا بی شکل) و در رطوبت ها و دماهای نگهداری متفاوت مطالعه شد. مشخص شد که مقدار و میزان تغییر انتالپی، با افزایش پارامتر دمای جابه جایی (Ta-Tg) افزایش می یابد. این پارامتر قادر است اثرهای ویژگی ساختمانی، میزان آب، و دمای نگهداری را توضیح دهد.

دماهای انتقال شیشه ای نظری با استفاده از معادلات بارتون (Barton)، کویی (Kwei) و توپولوژیکی برای انواع پلیمرهای سه گانه قطعه ای، پلی وینیل استات (اول) – قطعه - (متیل آکریلات – کو - متیل متاکریلات) (دوم)، با کسرهای مولی و وزنی مختلف از متیل آکریلات و متیل متاکریلات در کوپلیمر اتفاقی (قطعه دوم) محاسبه شدند. مبنای محاسبات، ارتباط میان معادلات نظری با کسر واحدهای تکراری کوپلیمرهای اتفاقی و ارتباط خطی میان شاخص های توپولوژیکی مرتبط با ساختارهای اتمی واحدهای وینیل استات، متیل آکریلات و متیل متاکریلات در معادلات توپولوژیکی بود. نتایج تجربی دمای انتقال شیشه ای قطعه دوم از تغییرات نظری حاصل از معادلات بارتون و کویی انحراف مثبت داشت. بنابراین، با افزودن اثر نحوه توزیع واحدهای تکراری کوپلیمر (مقادیر R با روش های رزونانس مغناطیسی هسته هیدروژن و آماری بدست می آید) در معادله بارتون و اثر برهم کنش های میان زنجیرها (مقدار 14.9 برایq ) در معادله کویی، تغییرات نظری به شکل منحنی با داده های تجربی منطبق شدند. با روش توپولوژیکی دمای انتقال شیشه ای k308 برای قطعه پلی وینیل استات به دست آمد که به مقدار تجربی k310 نزدیک بود. افزون بر این، دمای انتقال شیشه ای به دست آمده برای قطعه دوم با روش خطی تا حدودی به داده های تجربی نزدیک بود و با کسر مولی متیل متاکریلات در کوپلیمر اتفاقی، این مقادیر افزایش یافتند.

شیشه و لاستیک از جمله مواد بسیار پر مصرف در دنیا هستند که با توجه به ماهیت و نوع مصرفشان دارای ضایعات بسیاری می باشند. تغییرشکل و استفاده مجدد از این ضایعات یکی از راهکارهای بهبود وضعیت پایدار محیط زیست می باشد. کاربرد مصالح بازیافتی در صنایع مختلفی از جمله صنعت ساختمان رواج بسیاری یافته است. از طرف دیگر، بتن یکی از مصالح بسیار کاربردی در صنعت ساختمان است و اضافه کردن خرده های لاستیک و شیشه در بتن می تواند باعث بهبود برخی از خصوصیات مکانیکی و دینامیکی آن شود. همچنین، مقاومت بتن در برابر حرارت نیز بسیار حائز اهمیت می باشد که با اضافه کردن لاستیک و شیشه ضایعاتی می توان آن را ارتقا داد. در این تحقیق اثر جایگزینی لاستیک با درصدی از سنگدانه‎های ریز و درشت بتن و پودر شیشه با درصدی از سیمان بتن تحت دمای بالا مورد مطالعه قرار گرفته است. به این ترتیب که نمونه های بتنی حاوی لاستیک و شیشه با درصدهای مختلف جایگزینی، ساخته شده است. سپس تعدادی از نمونه ها بدون قرار گرفتن تحت حرارت و تعدادی دیگر پس از قرار گرفتن تحت دمای 600 درجه سانتی گراد، مورد آزمایش مقاومت فشاری و کششی پسماند قرار گرفتند. بررسی ریزساختار بتن حاوی شیشه و لاستیک، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان داد اضافه کردن لاستیک و شیشه به بتن باعث کاهش مقاومت فشاری و افزایش مقاومت کششی می شود. با مقایسه مجموع نمونه های حرارت ندیده و حرارت دیده می توان نتیجه گرفت که حرارت 600 درجه سانتی گراد، به طور متوسط حدود 33 درصد از مقاومت فشاری کاسته است. به طور کلی بتن های ساخته شده با 10 درصد جایگزینی لاستیک به جای درشت دانه و 15 درصد شیشه به جای سیمان عملکرد بهتری در دمای محیط و دمای بالا نشان دادند. همچنین در بررسی ریزساختار بتن، چسبندگی بین لاستیک و بتن مناسب بود.

زمینه مطالعاتی: قهوه ای شدگی انجیر از جمله تغییرات بیوشیمیایی وابسته به دمای انتقال شیشه ای است. هدف: هدف از انجام این مطالعه بررسی امکان تولید انجیر نیمه مرطوب با افزودن پلاستی سایزرها و تاثیر آن بر سرعت قهوه ای شدگی و پایداری آن بوده است. روش کار: برای این منظور انجیرهای نیمه مرطوب توسط پلاستی سایزرهای شربت ساکارز، شربت گلوکز و گلیسرول در غلظت های 25 و 50 درصد آماده و پس از خروج نمونه ها از محلول، در ظروف پلاستیکی غیرقابل نفوذ به هوا بسته بندی شده و در سه سطح دمایی 5، 25 و 35 درجه سانتی گراد نگهداری شدند. خواص حرارتی نمونه ها با استفاده از دستگاه گرماسنج پویشی تفاضلی (DSC) اندازه گیری شد. نتایج: نتایج اندازه گیری دمای انتقال شیشه ای (Tg) نشان داد که نمونه انجیر آبدارشده (شاهد) دمای انتقال شیشه ای کمتری نسبت به سایر نمونه ها دارد. در ادامه پس از سه ماه، میزان قهوه ای شدگی نمونه ها مطالعه شد. شاخص قهوه ای شدگی انجیر در این مدت در تمام نمونه ها و شاهد به تدریج افزایش یافت. افزایش دمای نگهداری نیز در تمام تیمارها باعث افزایش روند قهوه ای-شدگی نمونه ها شد. شاخص قهوه ای شدگی انجیر شاهد افزایش معنی داری نسبت به سایر نمونه ها نشان داد و رنگ تیره تری نسبت به نمونه های تیمارشده با پلاستی سایزرها داشت. در پایان با استفاده از پارامتر دمای جابه جایی (T-Tg) تغییرات شاخص قهوه ای شدگی انجیر بررسی شد، صرفنظر از اینکه دمای نگهداری (T) یا پلاستی سایزر (که روی Tg اثر می گذارد) تغییرکند. نتیجه گیری نهایی: به طور کلی نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که شربت گلوکز 50 درصد و شربت ساکارز 50 درصد در کنترل تیرگی و قهوه ای شدگی انجیر موثرتر از سایر تیمارها هستند.

با خشک کردن محلول ژلاتین در دماهای مختلف، فیلم های نازک ژلاتین با ساختار مولکولی متفاوت به دست می آید. مطالعه ساختار مولکولی این فیلم ها با فنون پراش پرتو X و گرماسنجی پویشی تفاضلی نشان می دهد که هر چه دمای خشک کردن کمتر باشد، ساختار مارپیچ گسترش می یابد و بخش بلوری در فیلم ها بیشتر می شود. در حالی که خشک کردن در دماهای بالا منجر به تشکیل ساختار حلقه حلقه می شود. اگر چه دمای انتقال شیشه ای در فیلم های ژلاتین با ساختار حلقه حلقه مانند قدری کمتر از مقدار آن در فیلم های مارپیچ است. اما گرمای ویژه این فیلم ها در دمای انتقال شیشه ای بیشتر است. بر هم کنش فیلم های ژلاتین با آب نیز متفاوت است. ظرفیت جذب آب در فیلم های ژلاتین که ساختار مولکولی منظم تری دارند بیشتر است، ولی از نظر ضریب نفوذ آب در فیلم ها تفاوتی در مرحله جذب و دفع مشاهده نمی شود. ضرایب نفوذ آب در نمونه های ژلاتین در رطوبت های نسبی مختلف، تفاوت قابل توجهی ندارد.