علوم و تکنولوژی پلیمر
سال:1395 | دوره:29 | شماره:1 (پیاپی 141) |تعداد مقالات:9

برهم کنش میان پلی الکترولیت ها و ذرات آب دانه ای دارای بار مخالف اثرها و کاربردهای مهمی در دارورسانی یا ژن درمانی دارند. تشکیل ساختارهای آب دانه ای به وسیله 2-(پروپیل کرباموییل) ترفتالیک اسید هپتاایزوبوتیل POSS ((POSS DCA در سامانه حلال استون، اتانول و 1-پروپانول قبلا تایید شده است. پلی (دی متیل آمینواتیل متاکریلات- بوتیل متاکریلات-متیل متاکریلات) ترپلیمر کاتیونی اتفاقی با قابلیت خودگردهمایی در سامانه حلال یاد شده است. در این پژوهش، محلول های غلیظ (%56 وزنی) از ترپلیمر در سامانه حلال حاوی غلظت های 23 و mm34 مولار از POSS DCA در دو حالت فراصوت دهی شده و نشده) ساخته شدند. مطالعه تغییر اندازه ذره ای و شکل شناسی ذرات آب دانه ای POSS DCA در اثر برهم کنش با ترپلیمر با آزمون میکروسکوپی نیروی اتمی (AFM) انجام شد. تماس ترپلیمر با ذرات آبدانه ای فراصوت دهی نشده با قطر متوسط حدود 4.5mm در محلول mM23 POSS DCA باعث از بین رفتن ذرات شد. این یافته به وسیله آزمون رئولوژی تایید شد. برهم کنش ترپلیمر با ذرات آبدانه ای مشابه در محلول mM 34 به تغییر شکل ذرات از کروی به بیضوی و کاهش قطر متوسط آن ها (از حدود 4.5mm به کمتر از nm 700) منجر شد. برهم کنش ترپلیمر با ساختارهای لایه ای نامنظم و تجمع یافته در ریزنگاشت مربوط به محلول پلیمری تهیه شده در مجاورت ذرات آبدانه ای فراصوت دهی شده (در غلظت 34mM) مشاهده شدند. نتایج حاصل براساس خودگردهمایی زنجیرهای ترپلیمر و سازوکارهای پوسته برداری از ذرات آبدانه ای به وسیله زنجیر های پلی الکترولیت و نیز نفوذ پلی الکترولیت در دیواره آبدانه ها توجیه شدند.

بستر زخم باز به دلیل شرایط مناسب رشد میکروارگانیسم ها شامل محیط گرم، مرطوب و مغذی، همواره با خطر ایجاد عفونت مواجه است. استفاده از پوشش مناسب ضدباکتری می تواند روند بهبود زخم را تسریع کند. رنگینه های طبیعی موادی هستند که خواص ضدباکتری آنها در سال های اخیر مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. الیاف با قطر کم در زخم پوش ها به دلیل افزایش سطح تماس زخم پوش با پوست و شبیه سازی ماتریس خارج سلولی مورد توجه قرار گرفته اند. در این پژوهش، میکروالیاف پلی وینیل الکل (PVA) با فرایند الکتروریسی تولید و برای افزایش مقاومت در برابر حل شدن در محیط های آبی از عملیات گرمایی روی وب میکروالیاف استفاده شد. تغییرات ساختاری با آزمون XRD مطالعه و مشخص شد، بلورینگی میکروالیاف بر اثر گرمادهی افزایش یافته است. خواص ضدباکتری رنگ های طبیعی پوست گردو، گزنه و پوست انار با غوطه ورکردن میکروالیاف PVA در محلول رنگ های استخراج شده با حلال های مختلف (آب و اتانول) بررسی شد. نتایج نشان دهنده خواص ضدباکتری میکروالیاف PVA غوطه ور شده در محلول رنگ طبیعی استخراج شده از پوست انار در برابر دو سویه باکتری گرم مثبت (Staphylococcus aureus) و گرم منفی (Pseudomonase aeruginosa) بود. میکروالیاف PVA غوطه ور شده در محلول آبی رنگ طبیعی استخراج شده از پوست انار خواص ضدباکتری بیشتری نسبت به نمونه غوطه ور شده در محلول حاوی رنگ طبیعی استخراج شده از پوست انار در حلال اتانول نشان داد. تصاویر SEMبه دست آمده نشان داد، شکل شناسی میکروالیاف PVA پس از غوطه ورشدن در محلول های رنگ طبیعی دارای حلال های مختلف آب و اتانول کاملا حفظ شده است و این موضوع نشان از تثبیت میکروالیاف PVA پس از گرمادهی دارد.

یکی از مشکلات اصلی استفاده از پلیمرهای زیست تخریب ناپذیر باقی ماندن آن در چرخه زیستی پس از مصرف است. توسعه پلاستیک های زیست تخریب پذیر راه حل خوبی برای حل این مشکل است. اختلاط پلیمر پلی لاکتیک اسید با پلیمرهای یست تخریب ناپذیر می تواند روشی کاربردی و اقتصادی برای اصلاح خواص زیست تخریب پذیری پلیمرهای تجزیه ناپذیر باشد. در این پژوهش، زیست تخریب پذیری فیلم های آمیخته از پلی اتیلن پرچگالی (HDPE) و پرک ظروف پلاستیکی پلی لاکتیک اسید (r-PLA) با درصدهای مختلف جزء r-PLA از 0 تا %50، شامل: 0، 5، 10، 20، 30، 40 و %50 مطالعه شد. زیست تخریب پذیری در خاک، خواص مکانیکی و گرمایی (گرماسنجی پویشی تفاضلی)، چگالی و شکل شناسی فیلم های آمیخته، ارزیابی شد. رفتار منحنی های نیرو ازدیاد طول آمیخته های دارای مقادیر کمتر از %30r-PLA، تقریبا شبیه به HDPE خالص بود، درحالی که برای سایر نمونه ها، رفتار یاد شده، کاملا تغییر یافت. همچنین، نیروی پارگی و ازدیاد طول تا نقطه تسلیم فیلم های دارای %20 تا %50r-PLA، پس از 60 روز از آزمون زیست تخریب پذیری در خاک، به طور چشمگیری کاهش یافت. مطالعه شکل شناسی فیلم های آمیخته نیز نشان داد، با افزایش زمان باقی ماندن زیر خاک و مقدار جزء r-PLA در آمیخته، مقدار تخریب (خلل و فرج و شیارهای عمیق) در سطح نمونه ها افزایش می یابد که در فیلم های با مقادیر بیشتر از %20 جزءr-PLA، این تغییرات شایان توجه بود. دمانگاشت های گرماسنجی پویشی تفاضلی نیز نشان داد، با گذشت زمان زیست تخریب پذیری، قله های مربوط به دمای انتقال شیشه ای و آنتالپی تبلور حین گرمایش حذف شد. همچنین، کاهش مقدار بلورینگی جزء r-PLA در ساختار آمیخته ها، پس از آزمون زیست تخریب پذیری، نتایج قبل را تایید کرد.

مواد پلیمری به مقدار بسیار زیادی در محیط زیست انباشته شده اند. آلودگی های زیست محیطی ایجاد شده به مواد پلیمری باعث توجه زیاد پژوهشگران به روش های جایگزینی مواد پلیمری تخریب ناپذیر با مواد زیست تخریب پذیر شده است. با توجه به حجم زیاد مصرف پلاستیک ها در صنعت کشاورزی و این موضوع که کوپلیمرهای پلی اتیلن کم چگالی-اتیلن وینیل استات به دلیل بهبود کیفیت و انعطاف پذیری بهتر در تولید فیلم های کشاورزی استفاده شده اند. در این پژوهش، اثر نانوخاک رس اصلاح شده و کلسیم استئارات بر اکسایش نوری فیلم پلی اتیلن کم چگالی (LDPE) اتیلن وینیل استات (EVA) به نسبت 30.70 بررسی شده است. ابتدا بهترین ترتیب خوراک دهی برای پراکنش نانوخاک رس در آمیخته با آزمون پراش پرتو X (XRD) بررسی شد. سپس، فیلم های پلی اتیلن کم چگالی-اتیلن وینیل استات حاوی %2 وزنی ترکیبات کلسیم استئارات و نانوخاک رس با ضخامت mm 80-60 تهیه و به مدت h 72 در معرض پرتو فرابنفش (UV-A) قرار گرفتند. برای بررسی مقدار اکسایش نوری نمونه ها، آزمون های طیف سنجی زیرقرمز (FTIR) و محاسبه شاخص کربونیل، آزمون گرماوزن سنجی (TGA)، آزمون خواص کششی (استحکام کششی و درصد ازدیاد طول تا پارگی) انجام شد. نتایج به دست آمده نشان داد، نمونه بدون افزودنی LDPE/EVA تغییرات شایان توجهی در طول اکسایش نوری نشان نمی دهد، اما کلسیم استئارات اثر بسیار زیادی بر تسریع اکسایش نوری کامپوزیت دارد، همچنین، وجود نانوخاک رس اصلاح شده با وجود اثر آن بر بهبود خواص مکانیکی و خواص ممانعتی گرمایی، اثر چندانی بر سازوکار اکسایش نوری آمیخته ندارد. به عبارت دیگر، اکسایش نوری آمیخته حاوی ترکیبات کمک اکسنده (استئارات کلسیم) و نانوخاک رس، اکسایش و اکسایش نوری مشابه با آمیخته حاوی کلسیم استئارات به تنهایی دارد.

پژوهش حاضر به بررسی عددی و تجربی رفتار صفحه های ساندویچی در برابر ضربه سرعت کم با درنظرگرفتن تراکم پذیری هسته و رفتار گرانروکشسان آن می پردازد. رویه ها ناهمسانگرد از جنس کامپوزیت یا همسانگرد از جنس آلومینیم فرض شده اند. شرایط مرزی در این بخش به شکل تکیه گاه های ساده و صلب است. از نرم افزار Abaqus و قابلیت های برنامه نویسی آن، شامل ایجاد مستقیم فایل ورودی و اسکریپت نویسی Phyton برای مدل سازی به روش عددی استفاده شده است. هسته سازه، رفتاری غیرخطی از نوع ابرگرانروکشسان داشته که برای مدل سازی ابرکشسانی آن از مدل ابراسفنج Ogden و برای مدل سازی رفتارگرانروکشسان آن از روش سری Prony استفاده شد. نوع تحلیل استفاده شده نیز دینامیکی صریح با دامنه حل مناسب درنظر گرفته شده و رفتار تابع زمان هسته به کمک مدل سری Prony، با استفاده از روش ابداعی جدیدی مبتنی بر روش اجزای محدود و آزمون ساده نفوذ شبه ایستا توسعه یافته است. با انجام آزمون های تجربی ضربه سرعت کم، نیروی حاصل از ضربه و تغییر مکان های ناشی از آن ها اندازه گیری شد. از نتایج حاصل مشخص شد، با افزایش ضخامت هسته با خاصیت گرانروکشسان در سازه های ساندویچی، زمان برخورد افزایش و مقدار انرژی ذخیره شده در سامانه کاهش و از طرفی مقدار انرژی میرا شده در سامانه افزایش می یابد. سازه ها با رویه های کامپوزیتی دارای کمترین نسبت تغییرمکان رویه بالایی به تغییرمکان رویه پایینی نسبت به سازه ها با رویه های همسانگرد هستند. رفتار ضربه -ای سازه ها با رویه های همسانگرد هموارتر از رویه های کامپوزیتی بوده و انرژی ویژه ذخیره شده در سازه ها با رویه های کامپوزیتی، روی تکیه گاه های مختلف، بیشتر از رویه های آلومینیمی است.

هدف اصلی این پژوهش، بررسی سازوکار اثر دما و نانوذرات بر ساختار اساسی اسفنج پلی استیرن برای دستیابی به کنترل دقیق تر ساختار آن است. بدین منظور، پس از مرور مطالعات پیشین، با ارائه و تبیین نظریه هسته گذاری کلاسیک، پیش زمینه نظری واکاوی شد. سپس، تولید اسفنج در زمینه پلی استیرن و نانوسیلیکای کروی و در مجاورت گاز کربن دی اکسید انجام شد. فرایند تولید اسفنج در دستگاهی با قابلیت کارایی در دما و فشار زیاد و کاهش آنی فشار و سرعت پایدارسازی زیاد انجام شد. دمای تولید اسفنج، اندازه و مقدار نانوذرات و نیز خواص سطحی آن از مهم ترین عوامل اثرگذار بر خواص اسفنج هستند که در این مقاله بررسی شدند. افزایش دمای اسفنج سازی بر تشکیل هسته های اولیه و رشد سلول ها اثرگذار است. برایند این دو اثر ساختار نهایی اسفنج را معین می کند. وقتی دما از oC90 به oC180 تغییر کرد، با افزایش هزار برابری، چگالی سلول اسفنج پلی استیرن به 2.20´1012 cell/cm3 افزایش یافت. نتایج این پژوهش نشان داد، وجود مقدار کمی نانوسیلیکا در افزایش چگالی سلول و کاهش اندازه سلول اثر بسزایی دارد. همچنین افزایش غلظت نانوذرات این اثر بخشی را افزایش داد. افزون بر این کیفیت و ساختار اسفنج نانوکامپوزیتی نسبت به اسفنج پلی استیرنی بهبود می یابد. با افزایش اندازه نانوسیلیکا از nm 12 به nm 40 مقدار چگالی سلول از3.3´109 cell/cm3 به 1.78´109 cell/cm3 کاهش یافت. همچنین اصلاح سطحی نانوسیلیکا با تری اتوکسی سیلان افزون بر بهبود پراکنش نانوذرات باعث افزایش چگالی سلول شد. بازده نانوسیلیکا در افزایش چگالی سلول پس از اصلاح سطحی حدود دوبرابر افزایش یافت.

فیبروئین ابریشم، به عنوان پلیمر طبیعی به طور گسترده ای بصورت ماتریسی مناسب در سامانه های رهایش کنترل شده دارو استفاده می شود. فیبروئین ابریشم پلیمری زیست سازگار با تجزیه پذیری آهسته دارای خواص مکانیکی و فرایندپذیری عالی است. در این پژوهش، داربست نانولیفی جدید از فیبروئین ابریشم حاوی -bسیکلودکسترین با قابلیت حبس مولکولی، از الکترو ریسی محلول های همگن فیبروئین و -bسیکلودکسترین در حلال اسید فرمیک تهیه و اثر وجود سیکلودکسترین بر خواص نانوالیاف تولید شده و مقدار رهایش دارو بررسی شده است. شکل شناسی، ساختار میکروسکوپی، ترکیب شیمیایی و رفتار گرمایی ترکیب این داربست نانولیفی به وسیله میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) و طیف بینی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR) و گرماسنج پویشی تفاضلی (DSC) بررسی شد. نتایج تصاویر SEM نشان داد، نانوالیاف بدون دانه و یکنواخت تهیه شدند و میانگین قطری نانوالیاف به طور مشخص تحت تاثیر نسبت مخلوط قرار دارد، به طوری که با افزایش مقدار -bسیکلودکسترین قطر الیاف کاهش یافته است. این مشاهدات با نتایج حاصل از گرانروی بررسی شد. نتایج بررسی ها نشان داد، گرانروی محلول های فیبروئین-b-سیکلودکسترین با افزایش مقدار -bسیکلودکسترین کاهش می یابد. نتایج حاصل از DSC نیز وجود دارو را درون حفره سیکلودکسترین تایید کرد. در ادامه رهایش سالیسیلیک اسید به عنوان مدل دارویی برای بررسی اثر وجود -bسیکلودکسترین در این داربست در بافر فسفات با pH برابر 7.4 در دمای oC37 بدن انسان بررسی شد. نتایج حاصل از بررسی رهایش نشان داد، قابلیت حبس مولکول های دارو با افزایش مقدار -bسیکلودکسترین افزایش یافته که به کاهش سرعت آزادسازی دارو منجر شد.