علوم و تکنولوژی پلیمر
سال:1388 | دوره:22 | شماره:4 (پیاپی 102) |تعداد مقالات:7

در این طرح، با هدف افزایش پایداری گرمایی و پایداری در برابر تخریب باکتریایی، چهار نوع کوپلیمر پیوندی نشاسته سیب زمینی با مونومر آکریل آمید و مخلوط آن با مونومرهای آکریلیک اسید، -2 آکریل آمیدو- -2 متیل- -1 پروپان سولفونیک اسید و ایتاکونیک اسید سنتز شده اند. این کار با به کارگیری سامانه آغازگر اکسایش- کاهش منگنز (IV) و با انتخاب شرایط بهینه و غلظت های مناسب از آغازگر و مونومر(ها) انجام شده است. پیوندزنی مونومرها روی نشاسته با طیف سنجی FTIR تایید شده است. اثر کوپلیمرهای پیوندی نشاسته بر خواص رئولوژیکی و اتلاف سیال پیش و پس از پیرشدگی در سیال حفاری پایه آبی ساخته شده با آب تازه، آب نمک 4 درصد و روش کاربردی جنوب بررسی شده است. نتایج نشان می دهد، گرما و پیرشدگی باعث بهبود خواص رئولوژیکی و اتلاف سیال سیال های حفاری پایه آبی ساخته شده با کوپلیمر پیوندی نشاسته شده است. به عبارت دیگر، نشاسته های اصلاح شده در برابر دما پایدارند ومی توان از آنها در فرمول بندی سیال حفاری پایه آبی به منظور حفاری چاه های عمیق استفاده کرد.

پلیمر شدن درجا برای تهیه نانوکامپوزیت پلی استیرن با روش ATRP در دمای 110°C به کار گرفته شده است. به کمک روش رنگ نگاری گازی (GC) تغییرات درجه تبدیل بررسی و نمودار سینتیکی نیز رسم شده است. نمودار سینتیکی خطی حاصل، بیان گر ماهیت زنده پلیمرشدن و مقدار غلظت ثابت رادیکال آزاد است. هم چنین، نمودار تغییرات متوسط عددی و وزنی وزن مولکولی و شاخص پراکندگی با استفاده از روش رنگ نگاری ژل تراوایی بررسی شده است. نمودار خطی وزن مولکولی عددی نسبت به درجه تبدیل نیز نمایان گر ماهیت زنده پلیمرشدن است. توزیع وزن مولکولی در نمونه نانوکامپوزیتی پهن بوده و با افزایش مقدار نانوذرات پهن تر شده است. در همه نمونه ها شاخص پراکندگی نیز با پیش رفت واکنش باریک تر شده به نحوی که از مقادیر بزرگ تر از 2 شروع و در انتهای واکنش به حدود 1.1 رسیده است. نتایج FTIR برهم کنش بین نانوذرات ومونومر را نشان می دهد. چنین بر هم کنشی باعث افزایش سرعت واکنش و شاخص پراکندگی نمونه ها با افزایش مقدار نانوذرات شده است. نتایج پراش پرتو X نمایان گر ساختار ورقه ای حاصل از روش پلیمرشدن درجاست، در حالی که روش اختلاط مذاب منجر به ساختار بین لایه ای شده است. تصاویر AFM پراکنش مناسب لایه های خاک رس در زمینه پلیمری را نشان می دهند. تصاویر TEM پراکنش مناسب صفحات نانو در نانوکامپوزیت حاصل از روش درجا و نیز ساختار بین لایه ای در نانوکامپوزیت حاصل از روش اختلاط در محلول را نشان می دهد.

در این کار پژوهشی، کارایی پنج مدل مکانیکی ابرکشسان شامل مدل های چند جمله ای مرتبه دوم، یه او (Yeoh)، آرودا- بویس (Arruda-Boyce)، اگدن (Ogden) سه جمله ای و مارلو (Marlow) بررسی و در پیش بینی رفتار یک آمیزه لاستیکی با فرمول بندی عمومی زیر بارهای کششی و فشاری مورد سنجش عددی قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا آزمون های کششی و فشاری تک محوری روی آمیزه لاستیکی مورد نظر انجام و پارامترهای مدل های یاد شده به کمک برازش غیرخطی معین شده اند. به دنبال آن دو مدل اجزای محدود سه بعدی و دوبعدی متقارن محوری به ترتیب برای شبیه سازی دو آ‍زمون کششی و فشاری ایجاد و همراه با مدل های یادشده تحلیل غیرخطی شده اند. در این مرحله، با محاسبه مقدار خطای ناشی از نوع اجزای انتخابی و نحوه شبکه سازی همراه با استفاده از روش انطباقی شبکه اجزای محدود بهینه به دست آمده است. با رسم نمودارهای محاسباتی نیرو بر حسب تغییر مکان و مقایسه آنها با داده های تجربی کارایی این مدل ها مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد، اگرچه تمام مدل ها در مرحله برازش از خود انطباق خوبی با داده های تجربی نشان می دهند، ولی در شرایط رفتار کششی و فشاری میزان انطباق متفاوت است. نتیجه گیری نهایی بدین ترتیب حاصل شد که مدل مکانیکی مارلو بهترین جواب را به دست می دهد.

ریزگوی های ژلاتین- هیدروکسی آپاتیت، به تازگی به عنوان پرکننده های استخوانی و حامل هایی برای دارورسانی به بافت های استخوانی مطرح شده اند. از آن جا که اندازه این ریزگوی ها روی کارایی آنها اثر به سزایی دارد، در این پژوهش، اثر پارامترهای فرایند ساخت روی اندازه ریزگوی های ژلاتین- نانوهیدروکسی آپاتیت بررسی شده است. برای ساخت ریزگوی های ژلاتین- نانوهیدروکسی آپاتیت روش امولسیون آبی- آلی و به دنبال آن استخراج حلال به کار گرفته شده است. مدل رویه پاسخ با دو متغیر سرعت هم زن  ونسبت حجمی فاز آبی به آلی در سه سطح برای طراحی آزمون ها استفاده شده است. اندازه ریز گوی ها با استفاده از میکروسکوپ نوری اندازه گیری شده است. میکروسکوپ الکترون پویشی برای مطالعه شکل شناسی ریزگوی و توزیع نانوذارت هیدروکسی آپاتیت در ریزگوی و روش تجزیه پراکندی انرژی پرتو X برای تهیه نقشه عنصری کلسیم به کار گرفته شده است. بررسی آماری نتایج حاصل از اندازه گیری اندازه ذرات نشان می دهد، سرعت هم زن اثر بیشتری در مقایسه با نسبت حجمی فاز آبی به آلی روی اندازه ذرات دارد. بررسی های شکل شناسی حاکی از تشکیل ریزگوی ها با شکل کروی و سطحی صاف است. مطالعات نقشه عنصری کلسیم نشان می دهد، نانوذرات هیدروکسی آپاتیت به طور یکنواخت در ریزگوی توزیع شده اند.

پلیمرشدن رادیکالی انتقال اتم استیرن و متیل متاکریلات در دمای 90°C با نانو خاک رس و بدون آن (Cloisite 30B) با استفاده از تلومر پلی (وینیل استات) –a تری کلرومتیل دار به عنوان درشت آغازگر و کلرید مس و N، N، N′، N″، -N″ پنتامتیل دی اتیلن تری آمین به عنوان کاتالیزور انجام شده است. نتایج نشان می دهد، پلیمرشدن مونومرهای مزبور با مشخصه زنده- کنترل شده پیش می رود. سرعت پلیمرشدن متیل متاکریلات در مجاورت خاک رس به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. این افزایش در سرعت پلیمرشدن به فعال تر شدن پیوند دوگانه مزدوج کربن- کربن مونومر متیل متاکریلات از راه بر هم کنش میان گروه کربونیل مونومر متیل متاکریلات و بخش هیدروکسیل (Al-O-H) نانوخاک رس و نیز به اثر مثبت نانوخاک رس بر تعادل پویا میان درشت رادیکال های فعال و گونه های غیرفعال نسبت داده شده است. سرعت هموپلیمرشدن استیرن (مونومر غیرکوئوردینه شونده با نانوخاک رس) در مجاورت خاک رس اندکی کاهش یافت. این کاهش سرعت پلیمرشدن به وارد شدن بخشی از درشت آغازگر بین لایه های خاک رس نسبت داده شده است، جایی که مونومر استیرن کافی وجود ندارد تا با درشت آغازگر واکنش دهد. نتایج به دست آمده از پراش پرتو X، میکروسکوپی الکترون عبوری و تجزیه گرما وزن سنجی با داده های سینتیکی کاملا مطابقت داشته است. نانوکامپوزیت پلی (وینیل استات)- قطعه- پلی استیرن دارای هر دو ساختار لایه های به هم چسبیده (ساختار غالب) و ورقه ای بودند، در حالی که ساختار غالب در نانوکامپوزیت پلی (وینیل استات)- قطعه- پلی (متیل متاکریلات)، ساختار ورقه ای بود.

در این مقاله، مراحل طراحی فرایندی راکتور حلقوی مطالعه شده است. اثر پارامترهایی نظیر عامل رشد ورودی، عامل رشد خروجی، فعالیت کاتالیزور و جزء حجمی جامد در دوغاب بر حجم راکتور در شرایط عملیاتی مختلف برای مقدار تولید ثابت بررسی و بحث شده است. ابتدا حجم راکتور بر حسب مقدار تولید پلیمر و سرعت ویژه تولید پلی پروپیلن براساس نوع کاتالیزور معین می شود. سپس، طول و قطر مناسب راکتور حلقوی با توجه به محدودیتهای انتقال گرما و سرعت بحرانی به دست می آید. قطر راکتور باید طوری انتخاب شود که مجموع هزینه های اولیه و عملیاتی، تا حدامکان کاهش یابد و از طرفی ابعاد به دست آمده از لحاظ هندسی و فضای مورد نیاز برای نصب معقول باشد. هر چه اختلاف بین دمای راکتور و دمای سیال چگالنده بیشتر باشد، قطر به دست آمده بیشتر است و طول راکتور کاهش می یابد. از سوی دیگر، سرعت حجمی سیال در حال گردش افزایش و در نتیجه توان پمپ و هزینه عملیاتی افزایش می یابد.