چکیده در سال های اخیر، تحقیقات در شیمی ابرمولکول ها بر روی ساختار کمپلکس های یونی یا مولکولی کلیکس آرن ها و مشتقات آنها بعنوان پذیرنده های سنتزی مورد توجه روزافزون قرار گرفته است. برای دستیابی به پذیرنده های موثرتر، امروزه با بهره جستن از کلیکس]4[آرن ترکیبات متنوعی با واردکردن گروه های عاملی مختلف در قسمت بالا و پایین ساختار بدست آمده است. پلیمریزه کردن مونومرهای حاوی کلیکس آرن یکی از راه های استفاده نمودن از این ترکیب ها در قالب غشاهای جاذب یون می باشد. در این پژوهش، ابتدا سعی شد تا با عامل دارکردن انتخابی ترکیب کلیکس آرن در ناحیه گروه هیدروکسی، علاوه بر سنتز ساختارهای جدید با قابلیت پلیمریزه شدن و شناسایی ساختمان آن ها با استفاده از روش های اسپکتروسکوپی، به بررسی خصوصیات حرارتی و نیز کاربردی پلیمرهای مربوطه بپردازیم. با توجه به خصوصیات منحصربفرد این ترکیبات در حذف فلزات سنگین، جهت بکارگیری آن ها در غشاها و فیلترهای مخصوص، تصمیم گرفته شد تا با سنتز مونومرهای مناسب حاوی کلیکس آرن، امکان تهیه پلی کلیکس آرن های مربوطه فراهم شود. به منظور کسب پایداری، فرایندپذیری و قابلیت کاربردی این پلیمرها در دماهای بالا، تهیه پلی آمیدهای این ترکیبات مدنظر قرار گرفت. بر این اساس، ابتدا مشتقات کلیکس]4[آرن حاوی گروه های پلیمریزه شونده که ساختارهای آن ها در شکل زیر نشان داده شده است، از طریق عامل دار کردن انتخابی موقعیت 1و3 گروه های هیدروکسی تهیه گردید. (1) (2) (3) سپس با استفاده از روش معمول در تهیه پلی آمیدها و با استفاده از دی آمین های تجاری و در دسترس، در حضور پیریدین و تری فنیل فسفیت پلیمریزاسیون مونومرهای (1) و (2) انجام گردید. مونومر (3) با استفاده از دی آزیدهای سنتزی و در حضور سولفات مس و سدیم آسکوربات با شرایط واکنش کلیک پلیمریزه شد. پلی آمیدها و نیز پلی تری آزول کلیکس آرن حاصل، با بازده بسیارخوب تهیه شدند. مطالعات جذب کاتیون به روش استخراج جامد مایع جهت ارزیابی میزان جذب یون، نشان داده شد که این پلیمرها قابلیت جذب فلزات عناصر واسطه شامل مس، کروم، کبالت، کادمیم و بخصوص فلز سرب را که یکی از فلزات بسیار خطرآفرین می باشد، را داراست. در قسمت دوم این پژوهش با توجه به خصوصیات منحصربفرد پاراسولفونیک اسید کلیکس آرن نظیر حلالیت بسیارخوب در محیط های آبی و قدرت اسیدیته بالای آن، و با بررسی واکنش های مختلفی که با استفاده از این ترکیب گزارش شده اند، سعی شد تا با استفاده از این ساختار به عنوان کاتالیزور اسیدی روشی نوین در جهت بهبود سنتز ترکیبات آلی ارائه کنیم. بنابراین، برای اولین بار از این ترکیب به عنوان کاتالیزگر اسیدی در سنتز مشتقات کومارین ها و زانتون ها بهره گرفتیم.

در این پروژه، یک سری از پلی(تری آزول- آمید-ایمید)ها (ptai)sاز دو دی اسید-دی ایمید جدید حاوی حلقه تری آزول و گروه های آویزان فنوکسی کوئینولین و کینوکسالین به عنوان گروه های آویز و چندین دی آمین تجاری و سنتزی، با بازده بالا تهیه گردید. همه پلیمرها با استفاده از روش های طیف سنجیft-ir و 1h nmr شناسایی شدند وخصوصیات نوری، حرارتی، مکانیکی، حلالیت، ویسکوزیته ذاتی، جذب یون، ضد میکروبی و همچنین مورفولوژی آن ها مورد بررسی قرار گرفت. پلی(تری آزول- آمید- ایمید)ها از واکنش پلیمریزاسیون مستقیم با استفاده از تری فنیل فسفیت (tpp)، حلال nmp، پیریدین (py)، نمک کلسیم کلراید (cacl2) و لیتیم کلراید (licl) تهیه شدند. ویسکوزیته ptais در محدوده dl.g-1 67/0-60/0 و مقادیر دمای انتقال شیشه ای ( (tgدر محدوده °c 340-255 مشاهده شد. این پلیمرها مقاومت حرارتی خوبی از خود نشان دادند، به طوری که ?t10 در محدوده °c 500-420 مشاهده شد. همچنین خواص نوری پلیمرها مورد بررسی قرار گرفت. محلول ptais ((0.2 g.dl-1 در nmp یک جذب قوی با بیشترین طول موج جذب در 310-277 نانومتر که نشان دهنده شکاف انرژی نسبتا کوچک برای انتقال ? / ?* می باشد را نشان دادند. فیلم ptaisیک پیک نشری پهن با طول موج نشر در ناحیه 525-430 نانومتر نشان دادند.کلیه پلیمرهای تهیه شده آمورف بوده و حلالیت خوبی در حلال های آپروتیک قطبی از خود نشان دادند. نانو ذرات تیتانیم دی اکسید اصلاح شده با عامل متصل کننده اپوکسی سیلان، برای تهیه نانوکامپوزیت های ptai/mtio2 به روش ترکیب کردن محلول استفاده شد. خواص حرارتی، مکانیکی، نوری، جذب یون و همچنین مورفولوژی نانوکامپوزیت ها بررسی شدند. نتایج نشان می دهد که پراکندگی ذرات در ماتریکس پلیمر یکنواخت بوده و بین نانو ذرات تیتانیم دی اکسید و ماتریکس پلیمری پیوند شیمیایی قوی برقرار است. نتیجه این که، نانو ذرات تیتانیم دی اکسید، خواص tg ،مقاومت مکانیکی، پایداری حرارتی و جذب یون نانوکامپوزیت ها را بهبود بخشید.

در این پروژه، یک سری از پلی(تری آزول- آمید)ها (ptas) و پلی(تری آزول- ایمید)ها (ptis)از دی¬آمین جدید حاوی حلقه تری آزول و گروه آویزان فنوکسی کینولین و چندین دی اسید و دی انیدرید رایج، با بازده بالا تهیه گردید. همه پلیمرها با استفاده از روش¬های طیف سنجیft-ir و 1h nmrشناسایی شدند وخصوصیات نوری، حرارتی، مکانیکی، حلالیت، ویسکوزیته ذاتی، جذب یون، ضد میکروبی و همچنین ریخت شناسی آنها مورد بررسی قرار گرفت. پلی ایمید از واکنش پلیمریزاسیون شیمیایی با استفاده از حلال nmp، پیریدین (py) و استیک انیدرید در دو مرحله تهیه شدند. ویسکوزیته پلی ایمیدهای(a-c) در محدوده dl/g0/62-0/6 و مقادیر دمای انتقال شیشه ای ( (tgاین پلی ایمیدها در محدوده °c 310-250 مشاهده شد. این پلیمرها مقاومت حرارتی خوبی از خود نشان دادند، به طوری که t10 آنها در محدوده °c 520-450 مشاهده شد. پلی آمیدها از واکنش پلیمریزاسیون مستقیم با استفاده از تری فنیل فسفیت (tpp)، حلال nmp، پیریدین (py) و نمک لیتیم کلراید (licl) تهیه شدند. ویسکوزیته پلی آمیدهای(a-e) به ترتیب در محدوده dl/g 0/65-0/55 مشاهده شد. مقادیر دمای انتقال شیشه ای (tg) این پلی آمیدها به ترتیب در محدوده °c 305-275 بود. این پلیمرها مقاومت حرارتی خوبی از خود نشان دادند، به طوری که t10آنها به ترتیب در محدوده °c 500-380 برای پلی آمیدها مشاهده شد. همچنین خواص نوری آنها مورد بررسی قرار گرفت. کلیه پلیمرهای تهیه شده آمورف بوده و حلالیت خوبی در حلال¬های قطبی بی پروتون از خود نشان دادند. نانو ذرات خاک رس اصلاح شده با عامل متصل کننده اپوکسی سیلان، برای تهیه نانوکامپوزیت های pta/mclayو pti/mclay به روش ترکیب کردن محلول استفاده شد. خواص حرارتی، مکانیکی، نوری، جذب یون، ضدمیکروبی و همچنین مورفولوژی نانو کامپوزیت ها بررسی شدند. نتایج نشان می دهد که پراکندگی ذرات یکنواخت بوده و بین نانو ذرات خاک رس و ماتریکس پلیمری پیوند شیمیایی قوی برقرار است. نتیجه این که، نانو ذرات خاک رس به افزایش tg ، پایداری حرارتی و جذب یون کامپوزیت¬ها کمک می¬کند.

در این پژوهش ابتدا نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن با سیلیسیم دی اکسید اصلاح سطح گردید و با 3-کلرو پروپیل تری اتوکسی سیلان، عامل دار شده محصول حاصل از این واکنش با اتیلن دی آمین وارد واکنش گردید. در مرحله ی آخر با کلروسولفونیک اسید عامل دار شد و به عنوان یک کاتالیزگر ناهمگن و قابل بازیافت، عمل کرد.