علوم و تکنولوژی پلیمر
سال:1391 | دوره:25 | شماره:6 (پیاپی 122) |تعداد مقالات:8

در این پژوهش، الکترود اصلاح شده پلی آنیلن-گلوکوز (PANI-GOD) بررسی شده است. برای تهیه فیلم پلی آنیلین (PANI) از صفحه پلاتینی  0.4×0.4 cmبه عنوان الکترود کار، الکترود میله ای پلاتین به عنوان الکترود کمکی و الکترود Ag/AgCl به عنوان الکترود مرجع استفاده شد. برای تهیه فیلم روش ولت سنجی چرخه ای از پتانسیل -0.1 v تا 1 v و با سرعت پویش 50 mV/s به تعداد 30 پویش در محلول حاوی 0.2M آنیلین و 1 M سولفوریک اسید استفاده شد. خواص فیلم پلیمری تشکیل شده با روش های الکتروشیمیایی، طیف سنجی نوری UV-vis، طیف سنجی تبدیل فوریه زیرقرمز و امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شده است. از روش ساده ای برای تولید حسگرهای گلوکوز استفاده شد. برای این کار آنزیم گلوکوز اکسیداز با استفاده از محلول 0.1 درصد حجمی عامل شبکه ای کننده (گلوترآلدهید) در محیط بافر فسفات با pH برابر 7 روی فیلم های نازک پلیمر تثبیت شد. نتایج حاصل از امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد، آنزیم به طور موفقیت آمیزی روی فیلم های پلیمری تثبیت شده است. در این پژوهش، اثر بعضی از شرایط آزمایشگاهی مختلف مثل حجم عامل شبکه ای کننده (گلوترآلدهید)، pH، دما و پتانسیل کاربری به روش جریان سنجی بررسی شده است. نتایج نشان داد، با تغییر درصد حجمی عامل شبکه ای کننده فعالیت الکترودهای اصلاح شده نیز تغییر می کند. بیشترین فعالیت در 0.1 در صد حجمی عامل شبکه ای کننده (گلوترآلدهید) مشاهده شده است. انرژی فعال سازی برای الکترود اصلاحی پلی آنیلین، در محیط بافری استات و فسفات به ترتیب 41 و kJ/mol 37 به دست آمد. بیشترین جریان الکتریکی در این زیست حسگرها در pH برابر 7 و پتانسیل 0.65V دیده شد.

از انواع نانوکپسول های مورد استفاده برای کپسولی شدن و رهایش کنترل شده مواد غذایی - دارو، نانوکمپلکس های زیست پلیمری اند که از اتصال زیست پلیمرهای پروتئینی و پلی ساکاریدی تشکیل می شوند. در این پژوهش، تشکیل کمپلکس بین پکتین و سدیم کازئینات، با افزودن محلول پکتین (0.2، 0.45 و0.7% w/v ) به محلول کازئینات (0.5، 1 و1.5% w/v ) و کاهش pH به زیر نقطه ایزوالکتریک کازئینات سدیم، انجام شد و اثر عوامل مختلف از جمله غلظت زیست پلیمر، غلظت نمک، دما و زمان فراصوت دهی بر خواص نانوکمپلکس های پکتین - کازئینات به عنوان نانوحامل بالقوه بررسی شده است. گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و دستگاه اندازه گیری اندازه ذرات، به ترتیب برای تشخیص تشکیل کمپلکس و تعیین اندازه و توزیع ذرات استفاده شدند. مطابق نتایج DSC، با اختلاط محلول های سدیم کازئینات و پکتین در شرایط اسیدی (pH=4.1)، پیک مربوط به پکتین (208.4 oC) و کازئین خالص (206.3 oC) حذف شده و مخلوط این دو، یک پیک جدید را در دمای بالاتر (248.7 oC) نشان می دهد. نتایج DSC و کدورت سنجی، ایجاد کمپلکس بین پکتین و کازئین در pHهای کمتر از 5 و نتایج اندازه ذرات، تشکیل پراکنش پایدار، با حداقل اندازه 86 nm را در pH برابر 4.1، برای1% w/v  کازئینات و 0.45% w/v پکتین نشان می دهد. فراصوت دهی با زمان های بیش از1 min ، اندازه ذرات را کاهش داد و افزودن نمک، در غلظت های کم و زیاد نتایج متفاوتی را در پایداری سامانه داشت. با کاهش دمای تولید از21 oC  به  4 oC اندازه ذرات نانوکمپلکس کاهش می یابد. مطابق نتایج آزمون رئولوژی نوسانی، با افزایش غلظت پکتین، مدول های گرانروکشسانی (G’ و G”) افزایش می یابد و مدول اتلاف (G”) از مدول ذخیره (G’) بزرگ تر است.

یکی از مهم ترین کاربردهای مواد الاستومری فداشونده، عایق گرمایی موتور موشک است. احتراق سوخت جامد در موتور موشک، محیطی متلاطم متشکل از گازهایی با سرعت بیش از 1000 m/s، دمای بیش از 3000 oC و فشاری متجاوز از 10 MPa ایجاد می کند که هر آلیاژ فلزی را تخریب می کند. عایق های گرمایی نانوکامپوزیتی الاستومری در مقایسه با عایق های گرمایی مشابه بر پایه غیرالاستومری، به دلیل تحمل تنش های گرمایی و تغییر شکل بیشتر مورد توجه ویژه هستند. لاستیک نیتریل با خواص گرمایی مناسب گزینه مناسبی برای چنین کاربردهایی است. امروزه تلاش برای افزایش کارایی خواص فداشوندگی این عایق ها مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. تاکنون پژوهش های اندکی در زمینه استفاده از نانوذرات خاک رس برای افزایش خواص فداشوندگی و مکانیکی عایق گرمایی فداشونده الاستومری موتور موشک انجام شده است. در این پژوهش، به کمک نانوفناوری، عایق فداشونده الاستومری با خواص فداشوندگی و مکانیکی برتر ارائه شده است. نتایج مشخص کرد، عایق گرمایی نانوکامپوزیتی الاستومری حاوی %15 وزنی نانوخاک رس، در مقایسه با نوع کامپوزیتی، مشخصه های برتر زیر را نشان می دهد: %46 استحکام کششی بیشتر، %60 کرنش در نقطه پارگی زیادتر، 1.7 برابر مدول کششی بیشتر (در 100% کرنش) نسبت به کامپوزیت الاستومری، %62 افزایش در عدد شاخص عایق، %36 کاهش در سرعت های فداشوندگی جرمی و پسروی سطح تحت شار گرمایی 2kW/m 2500 به مدت .15 s

در این پژوهش، تغلیظ کننده پلی (اتیلن گلیکول-کو-نونادکانامید) در سه مرحله سنتز شده است. مراحل سنتز شامل تهیه توسیل پلی اتیلن اکسید از واکنش پلی اتیلن اکسید به وسیله دو گروه هیدروکسیل انتهایی و پاراتولوئن سولفونیل کلرید با بازده %95، تبدیل محصول مرحله اول تحت گاز آمونیاک به پلی اتیلن اکسید دی آمین (POEA) و در مرحله سوم واکنش POEA با نانودکانوییل کلرید با بازده %90 است. در مرحله اول از واکنش پلی اتیلن گلیکول با پاراتولوئن سولفونیل کلرید، توسیل پلی اتیلن اکسید به دست آمد. در مرحله دوم محصول به دست آمده از مرحله پیشین، در مجاورت گاز آمونیاک به POEA تبدیل شد. در مرحله آخر، از واکنش نونادکانویل کلرید با POEA، کوپلیمر مدنظر به دست آمد. افزون بر سنتز کوپلیمر اصلی، نونادکانویل کلرید نیز با استفاده از اسید مربوط سنتز شد. برای اثبات سنتز کوپلیمر نهایی از مقایسه خواص رئولوژیکی پلی اتیلن گلیکول و محصول نهایی و نیز طیف سنجی FTIR و آزمون GPC استفاده شد. به دلیل احتمال تخریب زنجیر پلیمر در دماهای بیش از 45 oC، واکنش های انتهایی در دمای کمتر انجام شد. دو روش گرانروی سنجی و رنگ نگاری ژل تراوایی برای اطمینان از تغییر درجه پلیمرشدن یا تخریب طول زنجیر طی مراحل سنتز به کار گرفته شد. با این روش ها مشخص شد، وزن مولکولی نمونه سنتز شده در حدود 20000 دالتون ثابت مانده است. منحنی جریان محلول %10 از تغلیظ کننده سنتز شده در آب حاکی از تشکیل سیالی غیر نیوتونی است، در حالی که محلول %10 پلی اتیلن اکسید رفتار نیوتونی نشان داد. همچنین، با تغییر گرانروی با شدت برش محلول %10 تغلیظ کننده در آب، سیال رفتار ژل گرایی نشان داد، به طوری که با افزایش شدت برش از مقدار گرانروی آن کاهش یافت. نقش این تغلیظ کننده ها افزایش گرانروی رنگ های لاتکس، تشکیل فیلم پایدار و براق پس از استفاده از آن و مقاوم کردن آنها در برابر برش است تا از ریزش سریع و جمع شدن رنگ بر سطح مدنظر جلوگیری شود.

ریزبالن ها نتیجه انبساط ریزگوی های انبساط پذیرند که از پوسته گرمانرم و هسته هیدروکربنی انبساط پذیر تشکیل می شوند. اگر دمای انبساط به دمای انتقال شیشه ای دیواره ریزبالن ها نزدیک باشد، با تبخیر مایع از هسته ریزگوی، فشاری داخلی ایجاد می شود و هم زمان با نرم شدن دیواره، انبساط رخ می دهد. در این پژوهش، ریزگوی های اولیه انبساط نیافته از جنس پلی متیل متاکریلات با یا بدون ایجاد اتصالات عرضی به روش پلیمرشدن رادیکالی آزاد تعلیقی تهیه شدند. در فاز آبی از پلی وینیل الکل به عنوان عامل پایدارکننده استفاده شد. در فاز آلی علاوه بر متیل متاکریلات به عنوان مونومر، از تری اتیلن گلیکول دی متاکریلات به عنوان عامل شبکه ای کننده، از پنتان به عنوان عامل انبساط و از بنزوئیل پراکسید به عنوان آغازگر استفاده شد. در نتیجه پلیمرشدن، ذرات انبساط پذیری به قطر mm 20 تا 40 mm حاصل شد. اثر مقدار عامل شبکه ای کننده استفاده شده در فرمول بندی بر شکل شناسی، کیفیت انبساط و نیز چگالی ریزبالن های حاصل بررسی شده است. نتایج بررسی ریزبالن ها به روش میکروسکوپی الکترونی پویشی ریزبالن هایی کاملا کروی با ضخامت دیواره در حدود0.4 mm  نشان می دهد. آزمون گرماوزن سنجی درصد پنتان باقی مانده درون ریزبالن های انبساط یافته را در حدود 20 درصد نشان می دهد.

توسعه روش ها و فناوری های جدید برای حذف کربن دی اکسید با کاربردهای متفاوت از قبیل خالص سازی گاز سنتزی، شیرین سازی گاز طبیعی و جداسازی گازهای گلخانه ای سهم قابل توجهی از پژوهش های انجام شده در زمینه ساخت غشاهای پلیمری را به خود اختصاص داده است. به کارگیری حامل های واکنش دهنده مناسب در شبکه پلیمر، انحلال پذیری و شدت جذب گاز کربن دی اکسید را به مقدار قابل توجهی افزایش می دهد. در غشاهای انتقال تسهیل یافته، انتقال از غشا با توجه به واکنش برگشت پذیر بین حامل های واکنش دهنده و جزء گازی مدنظر، از نوع گزینشی است، در حالی که سازوکار انتقال گازهای بی اثر (از نظر واکنش پذیری با حامل) نظیر نیتروژن، هیدروژن و متان، انحلال- نفوذ است. در این پژوهش، شبکه دار کردن غشاهای پلی وینیل الکل حاوی دی اتانول آمین با استفاده از عامل شبکه ساز گلوتارآلدهید با ترکیب درصدهای مختلف (نسبت عامل شبکه ساز به پلیمر برابر 0، 1، 3، 5 و %7) بررسی شده است. برای جلوگیری از آثار تداخلی اسید و حلال در واکنش آمین و کربن دی اکسید این آزمون ها در غیاب کاتالیزور اسیدی و حلال آلی انجام شدند. شکل شناسی غشاهای سنتز شده با استفاده از آزمون های DSC،FTIR  و SEM بررسی شد. افزون بر این، اثر مقدار عامل شبکه ساز، ترکیب درصد و فشار خوراک بر خواص جداسازی کربن دی اکسید - متان در حالت گاز خالص ارزیابی شده است. غشاهای شبکه ای شده گزینش پذیری کربن دی اکسید- متان بیشتری را نسبت به نمونه شبکه ای نشده نشان داده اند. غشاهای تهیه شدهDEA-PVA/G (7% wt)/PTFE  برای خوراک خالص کربن دی اکسید متان 91.13 بوده است.

در این پژوهش، کامپوزیت های هیبریدی لاستیک طبیعی و لاستیک استیرن- بوتادی ان (NR/SBR) تقویت شده با الیاف کوتاه نایلون و نانوخاک رس (Cloisite15A) در مخلوط کن داخلی و غلتک آزمایشگاهی در سه مرحله فرایند اختلاط تهیه شده است. اثر مقادیر مختلف الیاف در مقدار ثابت 3 درصد وزنی نانوخاک رس روی ساختار، خواص مکانیکی و شکل شناسی نانوکامپوزیت ها مطالعه شده است. نمونه ها با استفاده از پرس هیدرولیک پس از تعیین مشخصات پخت، در دمای 150 oC پخت شدند. چسبندگی الیاف به ماتریس لاستیکی با افزودن هگزامتیلن تترا آمین، رزورسینول و سیلیکای آب دار (HRH) افزایش می یابد. نتایج نشان می دهند، با افزایش مقدار الیاف و نانوخاک رس اصلاح شده زمان پخت و شاخص تورم کاهش، درحالی که سرعت پخت و بیشینه گشتاور افزایش می یابد. ساختار و شکل شناسی سطح شکست نانوکامپوزیت ها با استفاده از پراش پرتو (XRD) X و میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) مطالعه شد. نتایج حاصل از XRD نانو کامپوزیت ها نشان می دهد، فاصله بین لایه ای صفحات سیلیکاتی افزایش یافته است. خواص مکانیکی (استحکام کششی، استحکام پارگی، ازدیاد طول تا پارگی و سختی) نانوکامپوزیت های تهیه شده با الیاف نو و ضایعاتی در جهت گیری طولی الیاف با هم مقایسه و بررسی شده است.