پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر
سال:1397 | دوره:2 | شماره:4 |تعداد مقالات:6

استفاده از ژل های پلیمری یکی از مورد اعتماد ترین راه حل ها برای بهبود یکپارچگی تولید در مخازن ناهمگن به منظور داشتن بازده جارویی بهتر است. در این مقاله، ذرات ژل از پیش تشکیل شده جدید برای کنترل یکپارچگی تولید در میدان نفتی بلال واقع در خلیج فارس تولید شده اند. در ساخت این ذرات، سه جزء مونومری شامل آکریل آمید، نمک سدیم 2-متیل 2-پروپان سولفونیک اسید و وینیل پیرولیدون به منظور سنتز به روش همبستگی رادیکال های آزاد در دمای اتاق و با استفاده از متیلن بیس آکریل آمید به عنوان عامل پیونددهنده مولکولی، بکاررفته است. خواص تورمی ذرات ژل از پیش تشکیل شده با افزودن نانورس مونت موریلونیت بهبود داده شد. همچنین، یک عامل پایدار کننده دما برای سازگار کردن ذرات ژل از پیش تشکیل شده با شرایط مخازن بلال نیز افزوده شد. در ادامه ژل های متورم شده را به منظور بررسی پایداری در شرایط مخزن، در دما و شوری مخزن نگهداری شدند. بدین منظور ترکیب درصد 50 نمونه ژل ذره ای از پیش تشکیل شده با انجام طراحی آزمایش به روش پاسخ سطح ساخته شد و در نهایت یک مدل جدید به منظور پیش بینی میزان تورم ژل ذره ای از پیش تشکیل شده براساس درصد وزنی مواد و در شوری های مختلف ارائه شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد که عامل اتصال دهنده عرضی تاثیرگذاری بیشتری بر میزان تورم گذاشته و ژل از پیش تشکیل شده با فرمولاسیون بهینه قابلیت تحمل شرایط مخزنی (دمای ˚ C82 و شوری 260000 قسمت در میلیون) را دارد.

در این مطالعه، به منظور بهبود خواص فیزیکی-شیمیایی و کاربرد زیستی هیدروژل کیتوزان، از نانوکامپوزیت ZnO@HAP پوشش یافته با ترکیبات فنولی (Ph. ZnO@HAP) استفاده شد. نخست، ترکیبات فنولی از غلاف سبز گردو استخراج شده، سپس سنتز نانوکامپوزیت Ph. ZnO@HAP با کمک عصاره فنولی، با استفاده از روش هیدروترمال انجام شد. همچنین هیدروژل کیتوزان با استفاده از NaHCO3 در دمای 37 درجه سانتی­ گراد تهیه شد. هیدروژل­ های هیبریدی مبتنی بر کیتوزان و نانوکامپوزیت Ph. ZnO@HAP به روش مشابه تهیه شده و با استفاده از آنالیز طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مشخصه­ یابی شدند. خواص آنتی­ اکسیدانی، سمیت سلولی و قدرت القاء تمایز استخوانی هیدروژل­ های هیبریدی به ترتیب با استفاده از آزمون­ های DPPH، MTT و سنجش آنزیم آلکالین فسفاتاز سنجیده شد. بر اساس نتایج طیف­ های FTIR، تصاویر FESEM، طیف­ سنجی انرژی پرتوایکس (EDX) و پتانسیل زتا، نانوکامپوزیت­ های Ph. ZnO@HAP دارای مورفولوژی میله­ ای با پوششی از ترکیبات فنولی بر سطح و بار سطحی منفی می­ باشند. علاوه براین، نتایج آزمون DPPH نشان داد که خواص آنتی­ اکسیدانی نانوکامپوزیت در یک روند وابسته به غلظت افزایش می­ یابد. در تصاویر FESEM از هیدروژل­ های هیبریدی کیتوزان با غلظت­ های مختلف Ph. ZnO@HAP مشاهده شد که هیدروژل­ های هیبریدی دارای ساختار شبکه­ ای منظم­ تری نسبت به هیدروژل کیتوزان می­ باشند. همچنین هیدروژل­ های هیبریدی دارای خاصیت آنتی اکسیدانی بوده و با افزایش غلظت نانوکامپوزیت در ساختار هیدروژل، خاصیت آنتی­ اکسیدانی افزایش می­ یابد. مطالعات زیستی نشان داد که سمیت سلولی هیدروژل­ های هیبریدی بر سلول­ های شبه-استئوبلاست (Saos-2) کمتر از هیدروژل کیتوزان می­ باشد و پتانسیل بالاتری در القاء استئوژنز (استخوان­ سازی) نسبت به هیدروژل کیتوزان خالص دارند.

در این تحقیق، به منظور تهیه­ نانو کاتالیست HZSM-5 از سنتر سونوشیمیایی استفاده شده است. مهمترین متغیر­ های موثر در فرآیند فراصوت شامل توان فراصوت، زمان تابش دهی و دمای محلول بررسی شد. برای بررسی تاثیر برهم کنش متغیر­ ها بر روی بلورینگی نسبی و اندازه متوسط کریستال از روش طراحی مرکب مرکزی استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش توان فراصوت، زمان تابش و دمای صوت­ دهی، میزان بلورینگی نسبی، افزایش و اندازه کریستال، کاهش پیدا می­ کند. حداکثر بلورینگی نسبی و حداقل اندازه متوسط کریستال­ ها به ترتیب برابر با 51/55 درصد و nm 37/62 تحت شرایط بهینه­ ی توان فراصوت برابر با W 231، زمان تابش دهی min 18/21 و دمای محلول° C 68/42 به دست آمد. نتایج نشان می­ دهد که روش سونوشیمیایی به شکل قابل توجهی بلورینگی نسبی را افزایش و اندازه­ ی کریستال­ های کاتالیست را در زمان­ های سنتز کوتاه­ تر، کاهش داده است. روش هیدروترمال، کاتالیستی با بلورینگی کامل و اندازه متوسط کریستالی nm 893 در min 120 و h 48 کریستالیزاسیون تولید می­ کند، در حالی که کاتالیست سنتز شده به روش فراصوت، با صوت دهی در حدود min 21 و حدود h 4 کریستالیزاسیون دارای 51/55 درصد بلورینگی و اندازه متوسط کریستالی nm 37/62 می­ باشد. از سوی دیگر، هیچگونه فاز HZSM-5 در روش هیدروترمال با زمان پیرسازی 120 دقیقه و h 4 کریستالیزاسیون در اتوکلاو تشکیل نمی شود. نتایج این تحقیق نشان می­ دهد که با استفاده از روش فراصوت به جای استفاده از مرحله پیرسازی می توان نانوکاتالیست با کریستال کوچکتر، بلورینگی و سطح بالاتر در مدت زمان کریستالیزاسیون کمتر به دست آورد.

پژوهش حاضر در راستای سنتز ایروژل کربنی ارزان قیمت با خواص مطلوب و با رویکرد عایق حرارتی است. در این پژوهش از رزین ارزان قیمت نوولاک به عنوان ماده اولیه تولید ایروژل پلیمری و روش خشک کردن محیطی استفاده شد؛ سپس قیر قطران زغال سنگ به وسیله غوطه وری نمونه های پلیمری در محلول قیر به نمونه ها اضافه شد. در مرحله ی بعد، ایروژل های پلیمری نوولاک-قیر، در عملیات حرارتی گرماکافت به ایروژل های نانو ساختار کربنی تبدیل شدند. نتایج حاصل نشان داد که با این روش می توان به ایروژل هایی با ساختار نانو و با چگالی قابل پیش بینی دست یافت؛ همچنین با بررسی ریزساختار و ریخت شناسی این ایروژل ها مشخص شد که این ایروژل ها دارای تخلخل بالا، چگالی پایین (حدود 4/0-1/0) و مساحت سطح ویژه بالا (حدود 600) هستند. قیر زغال گذاری بالایی از خود نشان داد و افزودن آن باعث بهبود خواص حرارتی حداقل به میزان 100 ثانیه تاخیر در بالا رفتن دما در آزمون تاریخچه حرارتی گردید؛ که نتیجه آن دستیابی به عایقی با عملکرد حفاظت حرارتی مطلوب تر بود.

هیدروژن زدایی از آلکان به جهت تولید آلکن یک فرایند کلیدی و مهم در صنایع پتروشیمی است. پروپیلن درواقع واسطه تولید بسیاری از پلیمرهای صنعتی به شمار می رود. در تحقیق پیشرو از CO2 به عنوان اکسنده برای تولید پروپیلن از روش هیدروژن زدایی اکسایشی استفاده گردید. نتایج به دست آمده با تحلیل های XRD، Raman، TEM، BET موردمطالعه قرار گرفت. آزمون های رامان و XRD وجود فاز آناتاز، تشکیل نانولوله های تیتانیا و پخش مناسب گونه های فعال وانادیوم را نشان دادند. آزمون TEM، ساختار نانولوله ای پایه و عدم وجود ناخالصی در آن را تائید کرد. کاتالیست وانادیم به روش تلقیح مرطوب با 5 درصد وزنی از اکسید وانادیم بر پایه ی نانولوله ی تیتانیا تهیه شد. حضور سیلیسیم در ساختار نانولوله تیتانیوم موجب افزایش پایداری حرارتی کاتالیست گردید. کاتالیست حاوی 5 درصد وزنی وانادیم و سیلیسیم توانست به درصد تبدیل %31/28 و گزینش پذیری پروپیلن برابر با 51% در دمای oC 550 دست یابد. این بهبودی و راندمان بالا می تواند به خاطر سطح ویژه بالاتر و پخش بهتر وانادیم بر روی نمونه با پایه تیتانیای اصلاح شده باشد.

کنترل بیماریهای باکتریایی ماهیان همواره یکی از مهمترین مشکالت آبزی پروران در طی سالهای اخیر بوده است. از این رو، استفاده از ترکیبات ضد میکروبی جدید با حداقل عوارض مرسوم گردیده است. در این پژوهش با استفاده از روش اسیدی-گرمایی ساختار بنتونیت اصاح گردید، سپس مبادرت به ساخت هیبرید کیتوزان و بنتونیت اصاح شده گردید. ساختار ترکیبات با استفاده از روش طیفسنجی تبدیل فوریه مادون قرمز )FTIR، )میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی)SEM-FE )و طیفسنجی پراش انرژی پرتو ایکس )EDX )مطالعه گردید. مطالعه ضد باکتریایی ترکیبات بر باکتری گرم منفی آئروموناس هیدروفیا در شرایط آزمایشگاهی با دو روش دیسکی و مایکرودایلوشن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج روش دیسکی نشان داد که ترکیبات ساخته شده دارای خاصیت ضد باکتریایی در شرایط آزمایشگاهی علیه باکتری آائروموناس هیدروفیا بودند. بنتونیت اصاح شده با روش اسیدی-گرمایی دارای قطر هاله عدم رشد برابر با 11/0 ± 16/11 و هیبرید کامپوزیت کیتوزانی برابر با 12/0 ± 54/8 بود. برای تعیین قدرت ضدمیکروبی )MIC و MBC )از روش مایکرودایلوشن و شمارش کلونی در محیط کشت اگار استفاده گردید. نتایج نشان داد که ترکیب اصاح شده با روش اسیدی گرمایی دارای MBC به میزان 57/28 و 28/14 میلیگرم بر لیتر برای باکتری آئروموناس هیدروفیا در ده دقیقه و سی دقیقه بودند. برای کامپوزیت کیتوزان و بنتونیت اصاح شده دارای MBC به میزان 28/14 میلیگرم بر لیتر برای باکتری آئروموناس هیدروفیا در ده و سی دقیقه بودند. نتایج نشان داد که ترکیبات اصاح شده بنتونیتی و کامپوزیتی ساخته شده دارای اثرات ضد میکروبی قوی بوده و قابلیت حذف عوامل بیماریریزا را در شرایط آزمایشگاهی داشته و میتوانند به عنوان ترکیبات جدید بهمنظور کنترل عوامل بیماریزا در سیستمهای پرورشی مورد استفاده قرار گیرند.