در این کار پژوهشی نانو سیلیکای پوشش داده شده با فسفوتنگستیک اسید، به عنوان یک کاتالیزگر جدید، موثر و ناهمگن با گزینش پذیری بالا برای سنتز دیاستروگزین مشتق های 2, 3-Dihydrofuro[2, 3-c]chromene-4-one طی واکنش چندجزیی، تک ظرف و در شرایط بدون حلال مورد استفاده قرار گرفت. در این واکنش تولید و تراکم همزمان ایلید پیریدینیوم فناسیل برمید با مشتق های بنزآلدهید و 4-هیدروکسی کومارین انجام می شود. اندازه و شکل کاتالیزگر با استفاده از روش های شناسایی مثل میکروسکوپ روبشی الکترونی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتوی ایکس (EDS) و طیف سنجی تبدیل فوریه زیر قرمز (FT-IR) مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین آنالیز BET این نانوکاتالیزگر سطح ویژه بالایی را نشان داد که می تواند ملاک مناسبی برای عملکرد این نانوکاتالیزگر باشد. آنالیز پلاسمای جفت شده القایی ( (ICP نیز قابلیت بازیافتت این نانوکاتالیست را تایید نمود. محصولات واکنش نیز با استفاده از تعیین نقطه ذوب و طیف سنجی تبدیل فوریه زیر قرمز (FT-IR) مورد ارزیابی قرار گرفتند. از مزایای این کار پژوهشی می توان به بازده بالا، زمان کوتاه واکنش، شرایط بدون حلال و روش جداسازی آسان محصول اشاره کرد.

بازیابی ترفتالیک اسید (TPA) از ضایعات پلی اتیلن ترفتالات (PET) تحت تابش ریزموج در حضور دی اتیلن گلیکول (DEG) به عنوان حلال، سدیم هیدروکسید (NaOH) به عنوان کاتالیست و نانو ذرات آهن اکسید اصلاح شده با نانو سیلیکا (nano-Fe3O4@SiO2) به عنوان بستر جامد انجام شد. واکنش در یک راکتور قابل کنترل ریزموج انجام شد و نسبت وزنی PET:NaOH، PET:DEG و nano-Fe3O4@SiO2:NaOH با جزئیات مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده نشان داد در حضور 0.4 گرم از NaOH، 1.0 گرم از nano-Fe3O4@SiO2 و نسبت مولی 1:6 از PET:DEG، %96 از TPA بازیافت شد. در پایان واکنش، nano-Fe3O4@SiO2 با یک آهن ربای مغناطیسی از محیط واکنش خارج شد و بدون این که کارایی آن کم شود و کاهش قابل ملاحظه ای در مقدار ترفتالیک اسید به دست آمده مشاهده شود، چندین بار مورد استفاده قرار گرفت.

واکنش اپوکسیداسیون درجای روغن سویا برای اولین بار توسط کاتالیست ناهمگن سیلیکا سولفوریک اسید، از مواد اولیه استیک اسید، هیدروژن پراکسید و در بازه دمایی 30-75oC صورت گرفت. با تغییر نسبت مولی روغن سویا، استیک اسید و هیدروژن پراکسید، و نیز دمای واکنش و درصد کاتالیست شرایط بهینه برای دستیابی به بیشترین درصد گروه اپوکسی در فراورده روغن سویای اپوکسید شده به دست آمد. بیشترین مقدار درصد اپوکسی در فراورده حدود 6% بود که در شرایط بهینه واکنش شامل نسبت مولی روغن سویا، استیک اسید و هیدروژن پراکسید، 1.1:0.5:1 در دمای 60oC در حضور 5% کاتالیست به دست آمد. همچنین کاتالیست ناهمگن به کار رفته برای اپوکسیداسیون روغن سویا در مقایسه با سایر کاتالیست های ناهمگن مایع از سادگی کاربرد برخوردار بوده و دارای برتری های گوناگونی شامل ارزانی، فعالیت شیمیایی زیاد، بی خطر بودن، سادگی در کاربرد، و سازگاری با محیط زیست می باشد. افزون بر آن به سادگی از مخلوط واکنش جدا شده و قابل بازیابی و کاربرد دوباره است.

در این تحقیق، مواد مرکب بر پایه رزین اپوکسی/ نانو ذرات سیلیکا/ الیاف کوتاه شیشه به روش قالب گیری دستی تهیه شده اند. رزین استفاده شده شامل اپوکسی و یک نوع پلی آمین به عنوان سخت کننده بودند. نانوذرات سیلیکا و الیاف شیشه (با طول متوسط 6 میلی متر) به ترتیب در سه مقدار 0، 0/75 و 1/5 درصد وزنی برای نانوذرات و 5، 10 و 15 درصد وزنی برای الیاف شیشه به ماتریس پلیمری اپوکسی افزوده شدند. پس از تهیه نمونه ها، آزمون مکانیکی کشش برای بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت انجام شده و نتایج حاصل از این آزمون تحلیل و مقایسه شدند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که به طور کلی با اضافه کردن 0/75 درصد وزنی نانوذرات سیلیکا استحکام کششی، مدول الاستیک و ازدیاد طول تا پارگی افزایش و در حضور 1/5 درصد وزنی نانوذرات سیلیکا خواص مکانیکی مذکور دچار کاهش شدند. این درحالی است که با اضافه کردن الیاف شیشه به تنهایی، مدول الاستیک به صورت پیوسته افزایش یافته اما استحکام کششی کاهش می یابد. نتایج حاصل همچنین نشان داد که حضور همزمان الیاف شیشه و نانو سیلیکا باعث افزایش مدول الاستیک و کاهش استحکام کششی و ازدیاد طول می شوند.

نانوذرات فوم سیلیکا در بسیاری از صنایع از جمله صنایع هوافضا، ساختمانی، حمل و نقل، بهداشتی و غیره به عنوان پرکننده مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به سبکی، خواص عایق حرارتی، استحکام فشاری مناسب و کاربرد این پرکننده به عنوان افزایش دهنده ویسکوزیته رزین به منظور چسب اتصال قطعات مختلف در صنعت هوافضا، در این مقاله به بررسی اثر پرکننده نانوذرات فوم سیلیکا بر روی خواص مکانیکی و الکتریکی نانوکامپوزیت پلیمری اپوکسی/ فوم سیلیکا پرداخته شده است. به منظور دست یابی به خواص بهینه، نمونه هایی با درصد وزنی مختلف ساخته شد. در ادامه جهت تعیین خواص مکانیکی کامپوزیت های تولید شده، آزمون کشش و آزمون خمش سه نقطه ای و به جهت تعیین خواص الکتریکی، آزمون ثابت دی الکتریک انجام شد. در پایان خواص مکانیکی و الکتریکی نمونه ها با درصد وزنی مختلف با رزین اپوکسی خالص مقایسه شد. نتایج نشان داد که بیشینه استحکام کششی رزین خالص، فوم سیلیکا 5 و 9 درصد وزنی به ترتیب برابر با 18، 16 و 10 مگاپاسکال است. بیشینه استحکام خمشی برای رزین خالص، فوم سیلیکا 5 و 9 درصد وزنی به ترتیب برابر با، 109، 85 و 67 مگاپاسکال به­دست آمد. بیشینه ثابت دی الکتریک اندازه گیری شده برای رزین خالص، فوم سیلیکا 5 و 9 درصد وزنی به ترتیب برابر با، 95/2، 97/2 و 09/3، بدست آمد. بیشینه تانژانت تلفات برای رزین اپوکسی، فوم سیلیکا 5 و 9 درصد وزنی به ترتیب برابر با، 16/0 ، 17/0 و 23/0 اندازه گیری شد. نتایج خواص الکتریکی حاکی از آن است که افزودن پرکننده فوم سیلیکا به رزین، تاثیر منفی بر روی خواص الکتریکی آن نداشته است.

رزین اپوکسی به عنوان پوشش، چسب و ماده زمینه برای کامپوزیتها استفاده می شود و در صنایع اتومبیل، الکترونیک، و ساختمانی کاربرد فراوانی دارد و در ساخت توربین بادی استفاده می شود. اصلاح سطح نانو کامپوزیت های اپوکسی درحضور نانو ذرات سیلیکا، به علت افزایش چسبندگی و پیوند کووالانسی، باعث افزایش استحکام ضربه می شود و همچنین با افزودن نانو ذرات سیلیکا به رزین اپوکسی، مدول یانگ به صورت خطی افزایش می یابد که به دلیل افزایش پراکنش نانو ذرات و کاهش تمرکز تنش می باشد. با افزودن نانو ذرات سیلیکا به رزین اپوکسی دمای بیشینه جریان گرمایی کاهش و سرعت پخت افزایش می یابد و همچنین باعث پهن تر شدن منحنی جریان گرمایی نانو کامپوزیت اپوکسی می شود. حضور نانو ذرات سیلیکا، انرژی اکتیواسیون را کاهش می دهد و نانو ذرات سیلیکا نقش کاتالیزور در واکنش پخت با رزین اپوکسی را دارد. دو عامل مهم درکاهش تخریب حرارتی نانو کامپوزیت های اپوکسی، پراکنش مناسب نانو ذرات و عدم کلوخه ای شدن می باشد. نانو ذرات سیلیکا باعث افزایش دمای بیشینه تخریب گرمایی، پایداری گرمایی و درصد ذغال باقیمانده می شود. در این پژوهش به بررسی سینتیک پخت نانو کامپوزیت های اپوکسی، ریخت شناسی، خواص ریولوژیکی و مکانیکی، انرژی اکتیواسیون، درجه پخت، جریان گرمایی و پایداری گرمایی پرداخته شده است.