علوم و تکنولوژی پلیمر
سال:1387 | دوره:21 | شماره:6 (پیاپی 98) |تعداد مقالات:8

در این مقاله، روش سنتزی دو مرحله ای برای تهیه یک پایدارکننده امولسیونی جدید با نام پلی (ریسینولئیک اسید-b- اتیلن گلیکول-b- ریسینولئیک اسید) با وزن مولکولی 7000 ارایه شده است. در مرحله اول، اولیگو ریسینولئیک اسید با میانگین وزن مولکولی 1800 g/mol با بازده 70 درصد سنتز شد. در مرحله دوم، کوپلیمر مورد نظر از واکنش 2 mol اولیگومر با 1 mol پلی اتیلن گلیکول به دست آمد. افزون بر سنتز کوپلیمر، قدرت پایدارکنندگی آن در امولسیونی از آب در روغن مطالعه شد. برای تهیه امولسیون، ابتدا کوپلیمر در دمای 45oC در روغن حل و سپس به تدریج محلول نمک در آب (1 M) به آن اضافه شد. قطره های روغن در این مخلوط شیری رنگ با استفاده از دستگاه فراصوت به مدت 5s به قطره های ریزتری تبدیل شدند. در این شرایط فرمول بندی پایدار به دست آمد. با مطالعه فیلم نازکی از امولسیون پایدار (حاصل از تزریق 0.1 L امولسیون) و شمارش ذرات به وسیله میکروسکوپ نوری (80 قطره) تخمینی از قطر متوسط ذرات (1.8 m) و کسر حجمی آنها (f=0.32) به دست آمد. از این کوپلیمر می توان در صنایع حفاری نفت به عنوان پایدارکننده گل امولسیونی برگشتی و در صنایع غذایی یا صنایع آرایشی به عنوان غلیظ کننده استفاده کرد.

کاربرد پلیمر برای اصلاح خواص قیرهای مورد استفاده در روسازی راه، در دهه های اخیر رو به گسترش است. به طوری که متصدیان راه سازی با به کارگیری قیر اصلاح شده در آسفالت باعث افزایش قابل ملاحظه عمر راه ها و در نتیجه موجب افزایش عمر بهره برداری از آنها شده اند. قیر به کار رفته در مخلوط های آسفالتی درصد وزنی بسیار کمی از این مخلوط (4 تا 6 درصد) را تشکیل می دهد، ولی اثر قابل توجهی بر کارایی آسفالت دارد. بیشترین پلیمرهایی که در اصلاح خواص قیرها کاربرد دارند. معمولا اصلاح کننده های پلیمری شامل استیرن- بوتادی ان- استیرن (SBS) و پلیمرهای مشابه مانند لاستیک استیرن- بوتادی ان (SBR)، اتیلن- وینلیل استات (EVA) و پلی اتیلن (PE) هستند. پلیمرها به عنوان مهم ترین خانواده اصلاح کننده قیر، به منظور بهبود و افزایش کارایی به آن اضافه می شوند. در میان انواع پلیمرهای موجود، پلیمر استیرن- بوتادی ان- استیرن (SBS) از جمله بهترین مواد اصلاح کننده قیر به شمار می رود. در این پژوهش، پلیمر SBS به عنوان یکی از اصلاح کننده های الاستومر گرمانرم با درصدهای وزنی مختلف (2 تا 5 درصد) با قیر 60.70 پالایشگاه اصفهان مخلوط شد و اثر آن بر خواص آسفالت بررسی شده است. افزایش این پلیمر به قیر باعث بهبود مقاومت مارشال نمونه های آسفالتی، روانی، مدول گسیختگی و درصد فضای خالی آسفالت می شود، اما اثر قابل توجهی بر چگالی آسفالت ندارد. هم چنین، افزودن پلیمر SBS باعث افزایش عمر خستگی آسفالت می شود.

در این پژوهش، ابتدا یک مدل الاستومر پلی یورتانی بر پایه پلی تترامتیلن گلیکول، 4،2- تولوئن دی ایزوسیانات و 4،1- بوتان دی ال، به عنوان رزین پایه انتخاب شد. سپس، دو نمونه نانوکامپوزیت پلی یورتانی به دو روش مختلف، پلیمر شدن درجا و بین لایه ای شدن مذاب تهیه شد. برای ساخت این نانوکامپوزیت ها از خاک رس اصلاح شده تجارتی کلویزیت 30B به مقدار 0.4 درصد وزنی استفاده شد. خواص نمونه های تهیه شده به روش پراش پرتو X، آزمون کشش، تجزیه گرمایی و نیز اندازه گیری سختی مطالعه شد. بر اساس نتایج، خواص گرمایی نانوکامپوزیت های تهیه شده بهتر از نمونه پلی یورتان خالص بود. روش فرایند بر خواص مکانیکی نمونه نانوکامپوزیت تهیه شده به روش مذاب اثر منفی داشت.

استفاده از کامپوزیت های گرمانرم به سرعت در حال گسترش است. در مقایسه با کامپوزیت های گرماسخت، این دسته از کامپوزیت ها مزایای زیادی دارند. برخلاف مواد گرماسخت، مواد کامپوزیتی گرمانرم را می توان چند مرتبه ذوب و دوباره قالب گیری کرد. چرخه تولید این کامپوزیت ها کوتاه است و چقرمگی زیاد، قابلیت جوش کاری و بازیافت از دیگر مزایای این مواد به شمار می آید. نبود دانش کافی در زمینه کامپوزیت های گرمانرم مانع از گسترش سریع این مواد شده است. یکی از این موارد تنش های پس ماند است. در این پژوهش، مروری بر پژوهش های انجام شده در زمینه تنش های پس ماند در کامپوزیت های گرمانرم ارایه شده است. نخست تنش های پس ماند در گرمانرم ها و کامپوزیت های گرمانرم تقویت شده با الیافت کوتاه بررسی شده اند. سپس، تنش های پس ماند در کامپوزیت های گرمانرم تقویت شده با الیاف پیوسته مورد مطالعه قرار گرفته و آثار ناشی از تنش های پس ماند روی این دسته از کامپوزیت ها اعم از لایه ها و سازه های کامپوزیتی ارایه شده است. روش های تجربی اندازه گیری تنش های پس ماند در کامپوزیت های گرمانرم نیز بررسی و روش های کاهش تنش های پس ماند در کامپوزیت های گرمانرم ارزیابی شده است.

در این مطالعه، برای به دست آوردن داربست های متخلخل از پلی –L,D) لاکتیک اسید) به روش جدایی فاز مایع- مایع از سامانه سه جزیی (پلیمر- 4،1- دیوکسان- آب)، در غلظت های مختلف پلیمر (2.5, 1.5 و 5 درصد حجمی) و نسبت های متفاوت حلال و ضدحلال (15-85, 13-87 و 17-83) استفاده شد. نمودار نقاط کدری محلول های مزبور به روش کدری سنجی به دست آمد. برای به دست آوردن شکل شناسی متخلخل مرتبط به هم پس از انجام شدن جدایی فاز، محلول به سرعت منجمد شد و در دستگاه خشک کن انجمادی قرار گرفت تا تمام حلال آن تصعید شود. داربست های به دست آمده به وسیله میکروسکوپ الکترونی بررسی شدند، میانگین متفاوتی برای قطر حفره های داربست ها از 10 تا 37 mm به دست آمد. اندازه گیری درصد تخلخل داربست ها به روش حجمی انجام و داربست هایی با تخلخل 85.5 درصد حاصل شد. نتایج نشان می دهد، تغییر در غلظت های اجزای سامانه سه جزیی بر شکل شناسی، اندازه حفره ها و درصد تخلخل داربست ها اثر بسیاری دارد.

در این مقاله، سازوکار کاملی برای واکنش RAFT بر اساس مدل سینتیکی اختتام رادیکال حد واسط (IRT) برای پلیمر شدن استیرن با عامل RAFT کومیل دی تیوبنزوات در نظر گرفته شد. بدین ترتیب، ثابت های سرعت افزایش (ka) و جدایش (kf) به ترتیب 6´106 و 5´104 و ثابت تعادل معادل با K=ka/kf=1.2´102 در نظر گرفته شدند. مدل سازی این ساز و کار با روش معادلات ممان انجام شد. برای بررسی صحت مدل سازی، نتایج حاصل با داده های تجربی مقایسه شد. در این مدل سازی، اثر تغییرات غلظت اولیه عامل RAFT روی درصد تبدیل، وزن مولکولی و شاخص پراکندگی پلیمر نهایی بررسی شد. باتوجه به نتایج، غلظت عامل RAFT در مراحل ابتدایی واکنش به شدت کاهش می یابد که بدین ترتیب امکان رشد هم زمان رادیکال ها فراهم و با افزایش غلظت اولیه عامل RAFT خصلت زنده بودن پلیمر شدن بیشتر می شود. هم چنین، این امر به خطی شدن منحنی های درصد تبدیل و وزن مولکولی، کاهش شاخص پراکندگی و در نتیجه باریک شدن توزیع وزن مولکولی پلیمر می انجامد.

پلیمر شدن اتیلن در فاز دوغابی با استفاده از کاتالیزور زیگلر- ناتای TiCl4/Mg(OC2H5)2 فعال شده با تری اتیل آلومینیم انجام شد. در این پژوهش، آثار مقاومت های انتقال جرم بر سرعت پلیمر شدن بررسی و عدم تاثیر آنها بر سینتیک پلیمر شدن تایید شد. پس از اندازه گیری غلظت مراکز فعال به روش بازدارندگی با کربن مونوکسید اثر دمای پلیمر شدن، غلظت مونومر و کمک کاتالیزور و هیدروژن تایید شد. با استفاده از منحنی های بیشینه سرعت پلیمر شدن و میانگین سرعت پلیمر شدن پس از 13 و 50 min در فشارهای مختلف، نشان داده شد که سرعت پلیمر شدن نسبت به غلظت مونومر از درجه اول است. هم چنین، وابستگی سرعت پلیمر شدن به غلظت کمک کاتالیزور با ساز و کار لانگ مایر- هنشل وود قابل توجیه است. سرعت پلیمر شدن با افزایش فشار نسبی هیدروژن کاهش یافته و نسبت به دمای پلیمر شدن دارای مقدار بهینه ای است.

در این پژوهش، ابتدا نانوذرات سیلیکا به وسیله وینیل تری اتوکسی سیلان اصلاح شد. سپس کشش سطحی ذرات سیلیکای اصلاح شده و اصلاح نشده و چسبندگی آنها به پلی استیرن معین شد. در ادامه دو نوع نانوکامپوزیت پلی استیرن- سیلیکای اصلاح شده و نشده با ترکیب درصدهای مختلف پرکننده به روش پراکنش ذرات در محلول پلیمر تهیه شد و به منظور مطالعه رفتار ویسکوالاستیک تحت آزمون رئومتری دینامیک قرار گرفت. مشاهده شد که در بسامدهای کم نانوکامپوزیت اصلاح نشده نسبت به پلی استیرن خالص به شدت رفتار شبه جامد دارد. به این معنی که سرعت افزایش مدول ذخیره بیشتر از سرعت افزایش مدول اتلاف کامپوزیت است که باعث کاهش ضرایب میرایی آن می شود. افزایش درصد پرکننده منجر به تشکیل کلوخه هایی می شود که عامل اصلی افزایش گرانروی، مدول و رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی نانوکامپوزیت هستند. با اصلاح سطح ذرات سیلیکا و کاهش اختلاف کشش سطحی بین سیلیکا و پلی استیرن شدت کلوخه شدن آنها کاهش می یابد. ضمن این که با کاهش برهم کنش بین ذرات، چسبندگی پلی استیرن به سطح ذرات سیلیکای اصلاح شده کاهش می یابد. هم چنین مشاهده شد که نمودار مدول اتلاف نانوکامپوزیت اصلاح نشده به سمت دماهای بیشتر منتقل می شود. به این معنی که Tg نانوکامپوزیت با افزودن ذرات پرکننده تغییر می کند.