پژوهش های کاربردی در شیمی
سال:1394 | دوره:9 | شماره:1 |تعداد مقالات:11

در این پژوهش اثرهای پلی آکریل آمید آمین دارشده (PAa)، گلی اکسال دارشدن (G-PAM) PAa و پلی آمید اپی- کلروهیدرین تجاری (PAE) بر ویژگی های مقاومت کاغذ تر و خشک بررسی شده است. نتایج نشان داد که کاربرد PAa سبب بهبود مقاومت کاغذ می شود و G-PAM به دست آمده سبب افزایش معنی دار اثرات مطلوب PAa بر کاغذ شده است. مقاومت کششی کاغذ تر شاهد و کاغذهای تیمارشده با 0.4 درصد (بر مبنای وزن کاغذ خشک) رزین های G-PAM، PAa و PAE، به ترتیب 0.09، 0.3، 0.65 و 0.53 N.m/g تعیین شد که نشان می دهد گلی اکسال دارشدن PAa تاثیر قابل توجهی در افزایش مقاومت کششی کاغذ تر داشته است و نسبت به کاغذ تیمارشده با PAE تجاری مقاومت کششی بیشتری ایجاد کرده است. هم چنین، مقاومت کششی کاغذ خشک به دست آمده از G-PAM نیز در مقایسه با سایر رزین های بررسی شده بیشتر بود. به طوری که کاغذ تیمارشده با G-PAM مقاومت کششی، مقاومت به ترکیدگی و مقدار جذب انرژی کششی را به ترتیب 21.7، 29.2 و 69 درصد نسبت به کاغذ شاهد افزایش داده است. نتیجه جالب دیگر این بود که رزین G-PAM، مقاومت کششی ورق تر را به مقدار 13.4 درصد افزایش داده است که ناشی از واکنش پذیری زیاد گلی اکسال باقی مانده در کاغذ تر در شرایط دمای محیط است.

آمیزه پلی وینیل کلراید/ لاستیک طبیعی اپوکسیدشده (PVC/ENR50) با ترکیب درصدهای 70.30 و 50.50 با میزان ثابت 3% وزنی نانورس Cloisite 30B با روش اختلاط مذاب تهیه شد. ساختار نانوکامپوزیت و چگونگی پراکنش نانولایه ها و هم چنین ویژگی های رئولوژیکی با استفاده از پراش پرتو (XRD) X، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی رئومتر مکانیکی مذاب (RMS) مطالعه شد. ویژگی های مکانیکی نمونه ها با آزمون کششی بررسی شد. تصویرهای XRD نشانگر بین لایه ای شدن آمیزه پلیمری درون نانولایه هاست. هم چنین مطالعه رفتار رئولوژی مذاب نشان داد افزودن نانورس به آمیزه PVC/ENR50 باعث افزایش گرانروی مختلط و مستقل شدن مدول ذخیره از بسامد در بسامدهای کم می شود، که بیانگر توزیع یکنواخت نانورس و برهم کنش مناسب بین نانولایه ها و بستر پلیمری است. بر اساس نتیجه های به دست آمده، نانوکامپوزیت PVC/ENR50 با ترکیب درصد 70.30 نسبت به ترکیب درصد 50.50 دارای ویژگی های بالاتری است که آن را می توان به توزیع یکنواخت تر نانورس Cloisite 30B در بستر آمیزه قطبی تر با میزان PVC بیشتر نسبت داد. تصویرهای SEM از سطح شکست نمونه ها و ویژگی های مکانیکی نیز نتیجه های فوق را تایید می کند.

گازهای نجیب در شیمی کلاسیک به عنوان "بی اثر" نام برده می شوند، ولی در همین اواخر گزارش های زیادی (اعم از مطالعات تجربی و محاسباتی) نشان می دهد که این ترکیبات تمایل بسیار کمی به واکنش با سایر عناصر داشته و می توانند به عنوان اکسنده های شیمیایی به کار گرفته شوند. در این پژوهش محاسبات بهینه سازی هندسی، محاسبات رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) و آنالیز بر اساس نظریه اتم در مولکول (AIM) برای بررسی ترکیبات جدید از گازهای نجیب با فرمول عمومی HNgY…N2 و HNgY…HX انجام شده است. تمام ساختارهای HNgY…N2 در سطح MP2/6-311++G** و ساختارهای HNgY…HX در سطح DGDZVP (Ng and Y)، MP2/ aug-cc-pVTZ (H) بهینه شدند. انرژی کل و پایداری نسبی این گروه از ترکیبات نوین با بهینه سازی ساختار هندسی به دست آمد و مشخص شد که وجود هسته های سنگین موجب پایداری می شود. مطالعات NMR در مورد تمام ترکیبات خانواده HNgY…N2 و هم چنین ساختارهای 1 و 2 خانواده HNgY…HX، پوشیده شدن هسته های هیدروژن را نمادی از تشکیل برهم کنش می داند. نتیجه های به دست آمده از نظریه AIM و NMR در مورد کمپلکس های HNgY…N2 به طور کامل در تطابق هستند.

کلسیم فسفات های دوفازی هیدروکسی آپاتیت/ اکتاکلسیم فسفات (HA/OCP) با ریخت مخلوط ویسکر/ اسفرولیت با روش رسوب نشانی- آب کافت در محیط اسیدی شامل یون های کلسیم و فسفات به کمک عامل بالابرنده pH، کربونیل دی- آمید، سنتز و شناسایی شد. فرایند سنتز در شرایط بازروانی در دمای 90°C به مدت 80 و 100 ساعت انجام شد. ساختار بلوری نمونه تهیه شده با پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR) و ریخت شناسی آن به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. نتیجه ها نشان داد در نسبت مولی Ca/P محلول برابر با 1.67، حضور کربونیل دی آمید ابتدا باعث تشکیل اسفرولیت ها و سپس ویسکرها شده به طوری که با افزایش غلظت کربونیل دی آمید، اندازه اسفرولیت ها کاهش و طول ویسکرها افزایش می یابد. اثر غلظت کربونیل دی آمید بر طول و عرض ویسکرها از اثر غلظت کلسیم و نسبت مولی Ca/P موثرتر است. افزایش زمان واکنش و عرض ویسکرها، تغییر در ریخت اسفرولیت ها از حالت گل مانند به کروی شکل را به همراه دارد. در این مطالعه داربست های کامپوزیتی پایه کیتوسانی با نسبت های متفاوت کیتوسان به کلسیم فسفات تهیه شد. نتیجه ها نشان داد با استفاده از فاز کلسیم فسفاتی تهیه شده در این مطالعه امکان تهیه داربست های کامپوزیتی دارای ریزساختاری یکنواخت با درصد تخلخل 65 تا 80% با گستره اندازه تخلخل 50 تا 400 mm (متوسط 200 mm)، مناسب برای کاربردهای مهندسی بافت سخت وجود دارد، به طوری که با افزایش جزء کلسیم فسفاتی کامپوزیت ها، از درصد تخلخل تا اندازه ای کاسته شده و چگالی افزایش می یابد.

هدف از انجام این پژوهش، یافتن بهترین روش سنتز نانو ساختارهای منیزیم اکسید برای تهیه منیزیم اولئات به منظور بازدارنده خوردگی بود. با بررسی منابع علمی روش های متفاوت سنتز مواد مذکور شناسایی و روش هایی که انجام آن ها امکان پذیر و اقتصادی هستند، انتخاب شدند. در این پژوهش نانو ذرات منیزیم اکسید به روش های همرسوبی، سنتز احتراقی با استفاده از موج فراصوت و آسیاکاری سنتز شده است. برای کنترل کیفیت و ریخت شناسی نمونه ها از روش های XRD،SEM  و TEM استفاده شد. بر اساس ریخت فراورده به دست آمده و میانگین اندازه ذرات آن با استفاده از نتیجه های آزمون های مذکور، بهترین نمونه ها انتخاب شدند. با استفاده از نمونه های انتخاب شده سنتز منیزیم اولئات انجام و جهت کنترل کیفیت و بررسی ساختاری نمونه های منیزیم اولئات سنتزشده از آزمون TBN استفاده شد. نتیجه های به دست آمده نشان دادند که منیزیم اولئات سنتزشده نسبت به بازدارنده های خوردگی که تاکنون در صنعت استفاده شده اند از لحاظ زیست محیطی تجزیه پذیر هستند و مواد مصرفی برای سنتز این ماده نیز می توانند با خلوص صنعتی استفاده شوند.

در این مطالعه آلیسین در نانوذرات پلیمری زیست تخریب پذیر، به روش پیش ژل شدن یونوتروپیک کپسوله شد. میانگین اندازه نانوکپسول ها و بازده کپسولی آن ها با توجه به عامل های فرایند ساخت از جمله غلظت زیست پلیمر کیتوسان، غلظت زیست پلیمر آلژیناتو pH محلول کمپلکس پلی الکترولیت، مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد که افزایش غلظت کیتوسان و آلژینات و هم چنین کاهش pH، سبب افزایش اندازه ذرات و کاهش میزان بازده کپسولی می شود. گستره مناسب برای غلظت کیتوسان 0.75 تا 1.5 میلی گرم بر میلی لیتر و برای غلظت آلژینات 2.6 تا 3 میلی گرم بر میلی لیتر بود و pH مناسب برای به دست آمدن اندازه ذرات کوچک تر با بازده کپسولی بیشتر بین 4.7 تا 5.7 بود. سپس نانوکپسول های به دست آمده به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) شناسایی شدند.

در فرایندهای تبخیر ناگهانی چند مرحله ای شیرین سازی آب شور، بخش بزرگی از آب خوراک ورودی دور ریخته می شود. این آب در واقع آب خنک کننده برای جذب گرمای نهان از بخارآب به دست آمده از پساب شور، در تبخیر کننده بخش دفع گرما و تولید آب شیرین است. برای واحدهای صنعتی مانند پالایشگاه هایی که در کنار رودخانه ها احداث می شوند و آب خام پس از تصفیه مقدماتی و فرایندی ناگزیر به عملیات زلال سازی و تزریق مواد منعقد کننده و کمک منعقد کننده به عنوان خوراک به واحد آب شیرین کن فرستاده می شود، برگشت بیش از 50 درصد آب ورودی به رودخانه با افزایش دمایی معادل 14 °C قابل توجیه نبوده و نمونه بارزی از هدرروی به حساب می آید. در صورتی که می توان با بهره گیری از سامانه برج خنک کننده، این میزان آب خنک کننده را به صورت گردشی در فرایند به چرخش در آورد. این مقاله به مطالعه اصلاحی فرایند آب شیرین سازی یکی از پالایشگاه های کشور پرداخته است و برای نخستین بار به دست آمده مطالعات آن به مرحله اجرا در آمده است. در این پژوهش نشان داده شده است که چگونه با استخراج اطلاعات فرایندی لازم و انجام مدل سازی و شبیه سازی فرایند و با بهره گیری از معادلات و مفاهیم ترمودینامیکی پایه می توان در هر یک از سه واحد آب شیرین تبخیری موجود در یک نمونه پالایشگاه نفت تا 52 درصد به مقدار 667 m3/h آب خوراک مصرفی و به همین میزان در آب دورریز واحد صرفه جویی به عمل آورد. با انجام بهینه سازی و تغییر فرایندی نیز معادل 13 ton/h برابر با 50 درصد مصرف بخار آب هر واحد در بار نامی افزایش یافته است.

حکاکی مولکولی پلیمرها روشی جدید، ساده و ارزان برای تهیه ترکیب هایی است که می توانند در کاربردهای پزشکی استفاده شوند. در کار حاضر، نانوذرات حکاکی شده با گلوکز تهیه و ویژگی های آن ها مطالعه شد. آکریل آمید به عنوان مونومر اصلی و اتیلن گلیکول دی متاکریلات به عنوان مونومر پیونددهنده عرضی برای سنتز نانو ذرات پلیمرهای حکاکی شده (MIPs) و غیرحکاکی (NIPs) با روش پلیمریزاسیون رادیکال آزاد تحت گرما استفاده شد. ویژگی های پلیمرهای حکاکی شده (MIPs) با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی از نوع گسیل میدانی (FE-SEM) و طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FT-IR) بررسی شد. آزمایش جذب نشان داد که نانو ذرات پلیمرهای حکاکی شده (MIPs) با اندازه میانگین 33.5 نانومتر گزینش پذیری خوبی نسبت به گلوکز در مقایسه با فروکتوز و آسکوربیک اسید دارند.