علوم و تکنولوژی پلیمر
سال:1389 | دوره:23 | شماره:1 (پیاپی 105) |تعداد مقالات:9

دیواره های ساندویچی از کاربردهای مواد کامپوزیتی اند. این دیواره ها دارای دو جداره خارجی (فلزی یا پلیمری) هستند که حد فاصل دو جداره، از یک اسفنج سخت (یا ماده دیگر) پر شده است و بنابر کاربری قطعه، در ضخامت های مناسب تهیه می شوند. در این پژوهش، دیواره های ساندویچی دارای جداره های شیشه-اپوکسی و لایه میانی اسفنج پلی اتر یورتان سخت، از نظر تغییر چگالی اسفنج لایه میانی و تغییراتی که بدین وسیله در خواص خمشی و فشاری آنها ظاهر می شوند، بررسی شده اند. قالب گیری های متعدد از اسفنج پلی اتر یورتان سخت به عمل آمده تا با ثابت نگه داشتن آمیخته و تغییر مقدار چگالی اسفنج، لایه های میانی دیواره با چگالی هایی در گستره تا 80 تا 295 kg/m3 تهیه شوند. سپس، نقش چگالی بر تغییرات خواص مکانیکی در دو حوزه خواص خمشی و فشاری بررسی شده است. مطالعه نتایج آزمون های خمشی و فشاری نشان می دهد، خواص مکانیکی با زیاد شدن چگالی لایه میانی تا حد معینی، ارتقا می یابند. ولی، پس از رسیدن به چگالی 235 kg/m3منحنی تغییر شیب داده و از شدت وابستگی دیواره به چگالی اسفنج لایه میانی کاسته می شود، دلیل این پدیده را می توان در شدت یافتن نیروی برش و عدم قابلیت اسفنج در بروز خواص مکانیکی بهتر، حتی در چگالی بیشتر بیان کرد. به عبارت دیگر، چگالی 235 kg/m3 حد بالای منطقی استفاده از لایه میانی از جنس اسفنج سخت پلی اتریورتان است و در حالت نیاز به استحکام بیشتر استفاده از مواد جای گزین دیگر با خواص بهتر توصیه می شود.

جداسازی گازهای دیواکسیدکربن و متان از جمله فرایند های بسیار مهم و پرکاربرد در زمینه ارتقای گاز طبیعی و بازیافت گاز زیرزمینی است. در این جا به منظور بررسی عملکرد فرایند جداسازی غشایی، نتایج آزمایشگاهی تراوایی گاز و ویژگی های جداسازی دیواکسیدکربن-متان برای غشاهای مختلف مورد بحث قرار گرفته است. این غشاها (از راه آمیخته سازی پلی اتیلن گلیکول با وزن های مختلف مولکولی به عنوان پلیمر افزوده شونده و آکریلونیتریل-بوتادی ان-استیرن به عنوان ساختار اسکلتی) تهیه شده اند. به منظور تعیین خواص شکل شناسی غشا از تصاویر SEM استفاده شده است. اثر محتوای پلی اتیلن گلیکول بر خواص انتقال گاز در نمونه انتخابی، مطالعه شده است. افزون بر این، اثر فشار بر تراوایی دیواکسیدکربن بررسی و مشخص شد، در بیش از4 bar  فشار بر تراوایی بی اثر بوده است. نتایج نشان می دهد که تقریبا در تمام موارد، وارد کردن ملکول های پلی اتیلن گلیکول بدون تغییر بارزی در تراوایی متان، گزینش پذیری دیواکسیدکربن-متان را افزایش می دهد. از دیدگاه کاربردهای جداسازی گاز، داده های به دست آمده در ناحیه مطلوب تجاری قرار گرفتند.

در این پژوهش با استفاده از روغن سویای اپوکسی دار شده، رزین اپوکسی سویای آکریلیکی(AESO)  تولید و خواص آن بررسی شد. با استفاده از این رزین در دو سطح 8 و 13 درصد وزنی و در سه زمان پرس 8، 10 و 12 min، تخته خرده کاه ساخته شد. استحکام خمشی، مدول کشسان خمشی، چسبندگی داخلی، واکشیدگی ضخامت و جذب آب تخته های حاصل بررسی شد. نتایج نشان می دهد، بیشترین مقدار استحکام خمشی، مدول کشسان خمشی و چسبندگی داخلی و هم چنین کمترین مقدار واکشیدگی ضخامت و جذب آب مربوط به تخته خرده کاه ساخته شده با مقدار رزین مصرفی 13 درصد وزنی و زمان پرس 12 min است که مقادیر مزبور کاملا با استاندارد اروپایی تخته خرده چوب مطابقت دارد و محصول یاد شده قابل رقابت کامل با تخته خرده چوب است. هم چنین، تخته حاصل به لحاظ عدم تولید فرمالدهید و ساختار طبیعی آن نیز جای گزین مناسبی برای تخته خرده چوب است.

در این پژوهش، با استفاده از یک اکسترودر دو مارپیچی  Ultra-glideوضعیت مذاب، فرایند توزیع و پراکنش (اختلاط) و در نهایت مراحل توسعه شکل شناسی در طول مارپیچ مطالعه شده است. برای مطالعات شکل شناسی، نمونه مذاب در نقاط مختلفی از طول مارپیچ نمونه گیری و به کمک میکروسکوپ الکترونی شکل شناسی آن بررسی شده است. شکل گیری و توسعه شکل شناسی به هم پیوسته برای آمیخته سازگار شده PA6/ABS با ترکیب درصد های وزنی متفاوتی از ABS بررسی شده است. نتایج بیانگر تشکیل شکل شناسی ب ههم پیوسته در اولین مرحله اختلاط و توسعه تدریجی به همراه کاهش اندازه فازها در طول اکسترودر است. هم چنین، کاهش مقدار به هم پیوستگی شکل شناسی با افزایش ترکیب درصد ABS مشاهده شد. در ادامه، اثر شرایط فرایند نظیر دور مارپیچ و سرعت خوراک دهی بر توسعه شکل شناسی بررسی شد. برای بررسی اثر شکل شناسی بر چقرمگی آمیخته سازگار شده PA6/ABS، آزمایش استحکام ضربه نیز انجام شد. نتایج بیان گر اثر مقدار به هم پیوستگی شکل شناسی نهایی بر استحکام ضربه ای آمیخته است. به نحوی که استحکام ضربه ایزود شکاف دار با افزایش ترکیب درصد ABS از %60 وزنی به %70 وزنی از 47 به 35 kj/m2 کاهش یافته است.

روش پلیمرشدن رادیکالی انتقال اتم برای تهیه پلی آکریلونیتریل در غلظت های متفاوت آغازگر، کاتالیزور فلز انتقالی و CuBr2 به کار گرفته شد. با استفاده از روش رنگ نگاری گازی (GC)، امکان بررسی تغییرات درجه تبدیل و نیز رسم نمودار سینتیکی فراهم شد. نمودار سینتیکی خطی حاصل، نشان از ماهیت زنده پلیمرشدن و مقدار غلظت ثابت رادیکال آزاد بود. هم چنین، نمودار تغییرات وزن مولکولی متوسط عددی و وزنی وزن مولکولی و شاخص پراکندگی با استفاده از روش رنگ نگاری ژل تراوایی (GPC) بررسی شد. نمودار خطی وزن مولکولی متوسط عددی نسبت به درجه تبدیل نیز بیان گر ماهیت زنده پلیمرشدن است. مقدار درصد تبدیل،kapp  و هم چنین وزن مولکولی متوسط عددی با افزایش غلظت آغازگر و همچنین افزایش غلظت کاتالیزور فلز انتقالی افزایش یافت. در حالی که افزایش CuBr2 باعث کاهش مقدار درصد تبدیل،kapp  و نیز وزن مولکولی متوسط عددی شد. توزیع وزن مولکولی با افزایش مقدار آغازگر و کاتالیزور فلز انتقالی پهن تر شد. در حالی که افزایش CuBr2 باعث باریک شدن توزیع وزن مولکولی شد. هم چنین، در همه نمونه ها شاخص پراکندگی 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 کاهش یافت.

نانوکامپوزیت وولکانیده های بر پایه لاستیک-SBR نانورس اصلاح شده در یک سامانه پخت گوگردی معمولی به روش اختلاط مذاب در یک مخلوط کن داخلی تهیه شد. به منظور بررسی اثر سازگارکننده بین سطحی و نوع آن بر خواص نانوکامپوزیت الاستومر SBR و ذرات نانورس، از سه نوع سازگار کننده، کائوچوی طبیعی اپوکسید شده (ENR50)، اتیلن پروپیلن پیوند شده با مالئیک انیدرید(EPDM-g-MAH)  و لاستیک آکریلونیتریل-بوتادی ان (NBR) استفاده شد. نانوکامپوزیت های حاصل از لحاظ مشخصه وولکانش، خواص مکانیکی و دینامیکی ارزیابی شدند. ساختار نانوکامپوزیت و چگونگی پراکنش نانولایه ها و خواص رئولوژیکی با استفاده از طیف سنجی تفرق اشعه (XRD) X، میکروسکوپ الکترون پویشی (SEM) و طیف سنجی رئومترمکانیکی مذاب (RMS) مطالعه شد. هم چنین، رفتار پخت نانوکامپوزیت های تهیه شده با استفاده از یک رئومتر پخت لاستیک بررسی شد. نتایج حاصل نشان می دهد، دو سازگار کننده ENR50 و EPDM-g-MAH اثر بیشتری در بهبود بر هم کنش بین زمینه الاستومری SBR و نانو ذرات رس نسبت به اثر سازگار کننده NBR دارند. این نتایج در توافق با تجزیه گرمایی مکانیکی-دینامیکی(DMTA)  و هم چنین خواص مکانیکی در مقیاس درشت نمونه هاست.

در این پژوهش، دو نوع پلی آکریلیک اسید شبکه ای شده با دو نوع شبکه ساز به روش پلیمرشدن رسوبی تهیه شد. برای تهیه پلیمر از یک شبکه ساز بلند زنجیر (پلی اتیلن گلیکول دی متاکریلات،(PEGDMA-330  و یک شبکه ساز کوچک مولکول (متیلن بیس آکریل آمید،(MBA  استفاده شد و مقایسه بین این دو شبکه ساز و اثر آنها روی خواص تورمی، مقدار غلظت دهندگی، رفتار گرمایی و رئولوژیکی بررسی شد. مقدار ژل به دست آمده برای پلیمر سنتز شده با شبکه ساز MBA بیشتر بود. نمونه سنتز شده با شبکه ساز بلند زنجیر افزایش ظرفیت جذب حلال را نشان می دهد. این مطالب بیشتر بودن مقدار گرانروی را برای پلیمر سنتز شده با شبکه سازPEGDMA-330  تایید می کند. M-c محاسبه شده با استفاده از معادله فلوری-رنر و نظریه کشسانی-کشسانی نشان می دهد که MBA واکنش پذیری بیشتری داشته است. دمای انتقال شیشه ای برای پلیمرتهیه شده باPEGDMA-330  بیشتر و بر خلاف انتظار Tg نمونه سنتز شده با شبکه ساز کوچک مولکول نسبت به پلیمر خطی کمتر است. بررسی های رئولوژیکی افزایش گرانروی و افزایش نسبی مدول ذخیره بر حسب بسامد را برای پلیمر سنتز شده با شبکه ساز بلند زنجیر نشان می دهد. گرانروی ظاهری و گرانروی ناشی از رئولوژی نشان می دهد، شبکه ساز بلند زنجیر از نظر غلظت دهندگی بهتر است.

قیر خالص تولید پالایشگاه در شرایط کاربری مختلف از نظر دما و بارگذاری رفتار ایده ال ندارد و محدودیت های کارایی آن فعالان عرصه تولید و کاربری قیر را به اصلاح خواص فیزیکی قیر وادار کرده است. اصلاح قیر به کمک پلیمرها می تواند در رفع این محدودیت ها موثر باشد و طول عمر آسفالت را به طور قابل ملاحظه ای افزایش دهد. از آن جا که به کارگیری مواد پلیمری اولیه از نظر اقتصادی هزینه بر است، توجه به مواد پلیمری ضایعاتی و بازیافتی از این حیث و نیز پاک سازی محیط زیست حایز اهمیت است. در این مطالعه، اثر سه نوع پلیمر بازیافتی از محیط زیست شامل پودر لاستیک تایرهای فرسوده، پلی اتیلن و لاتکس در کنار روغن HVS تولید پالایشگاه و قیر طبیعی موجود در داخل کشور بر خواص فیزیکی و مکانیکی ماده پایه قیر یعنی ته مانده برج تقطیر در خلا (VB) بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد، پلی اتیلن و قیر طبیعی در بهبود درجه کارایی در دماهای بالا و لاتکس، پودر لاستیک و HVS در بهبود درجه کارایی در دماهای پایین موثر هستند. بنابراین، می توان با طراحی فرمول بندی آمیخته های مختلف از این مواد برای تولید مستقیم قیر پلیمری از  VBبدون نیاز به فرایند هوادهی اقدام کرد.