علوم و تکنولوژی پلیمر
سال:1385 | دوره:19 | شماره:3 (پیاپی 83) |تعداد مقالات:10

در این پژوهش، دو روش کششی و استخراجی برای تهیه کاغذ مصنوعی بر پایه پلی وینیل کلرید (PVC) مطالعه شده است. در روش استخراجی از پلی وینیل کلرید به تنهایی و آمیخته آن با لاستیک آکریلونیتریل - بوتادی ان (PVC/NBR) و در روش کششی از آمیخته PVC/NBR استفاده شده است. شکر به عنوان پر کننده قابل استخراج با آب، برای تولید 40-35 درصد حجمی تخلخل پیوسته (اندازه گیری شده به روش ارشمیدس) ازمقادیر متوسط (باز) استفاده شد. بررسی نتایج نشان می دهد که با کاهش اندازه متوسط ذرات شکر توزیع ابعادی حفره ها نیز کاهش می یابد. نتایج آزمایش عبوردهی سولفوریک اسید در دماها و غلظتهای مختلف بیانگر ارتباط مستقیم عبور دهی با مقدار تخلخل و اندازه حفره ها ست. مقدار عبور دهی با افزایش دما و غلظت افزایش می یابد، اثر دما از غلظت بیشتر است. در این کاغذها، خاصیت نوشتاری با مداد و خودکار نیز به ترتیب متوسط و ضعیف ارزیابی شده است. در روش کششی نیز اثر دما، سرعت و مقدار کشش روی خاصیت پخش شدن جوهر که معیاری از ناهمواری (زبری) سطح است، به طور مقایسه ای با کاغذ معمولی بررسی شد. نتایج حاصل نشان می دهد که خاصیت پخش شدن (یا جذب) جوهر با افزایش مقدار کشش و دمای کشش افزایش می یابد. اما، افزایش سرعت کشش در شرایط ثابت مقدار و دمای کشش، پخش شدن جوهر را کاهش می دهد.

خواص مکانیکی و رئومتری آمیخته های لاستیک آکریلونیتریل - بوتادی ان (NBR) و پلی وینیل کلرید (PVC) با روشهای اختلاط کنترل می شود که به طور کمی در عوامل شرایط اختلاط و پیش خور کردن هر پلیمر به محفظه اختلاط، بیان می شود. در این پژوهش، اثر روش اختلاط روی خواص مکانیکی و رئومتری آمیخته های NBR/PVC بررسی شده است. آمیخته های NBR/PVC با دماهای مختلف اختلاط و سرعتهای متفاوت تیغه چرخنده در مخلوط کن داخلی تهیه شدند. اثر این عوامل به وسیله نمودار گشتاور - زمان حاصل از مخلوط کن، خواص حاصل از پخت و خواص مکانیکی بررسی و مطالعه شد. نتایج نشان می دهد که خواص آمیخته های NBR/PVC با اختلاط در دماهای متفاوت و سرعتهای مختلف تیغه چرخنده، تغییر می کند. با توجه به نتایج بدست آمده، شرایط بهینه اختلاط و پیش خور کردن هر پلیمر به محفظه اختلاط برای ترکیب درصدهای مختلف آمیخته معین شد. نتایج آزمایشها نشان می دهد که با افزایش درصد PVC در این آمیخته، استحکام کششی، مدول و سختی آمیخته ها زیاد شده ولی جهندگی و انعطاف پذیری آمیخته ها کاهش می یابد.

خواص مناسب پلی پروپیلن مانند سختی، نفوذ ناپذیری، مقاومت شیمیایی، مکانیکی و گرمایی، بی اثر بودن بر مواد غذایی و امکان کاربرد در دمای بالا باعث شده که این پلیمر در فرایندهای گوناگون از جمله شکل دهی گرمایی مورد توجه خاص قرار گیرد. اما، مقاومت کم مذاب، خمیدگی بیش از حد ورقه پلی پروپیلن هنگام گرم کردن و توزیع باریک دمای شکل دهی، فرایند یاد شده را مشکل می کند. یکی از راههای تقویت قابلیت شکل دهی گرمایی این پلیمر، استفاده از پر کننده های معدنی است. در این پژوهش، کلسیم کربنات به عنوان پر کننده معدنی در مقادیر 10، 20 و 30 درصد وزنی به وسیله اکسترودر دوپیچه همسوگرد به پلی پروپیلن خورانده شده، به منظور پیش بینی رفتار نمونه ها در فرایند شکل دهی گرمایی، آزمونهای کشش داغ و خمیدگی انجام شد. آمیزه های دارای کلسیم کربنات مدول کشسانی و مقاومت خمیدگی بیشتر و ازدیاد طول تا پارگی کمتری دارند. بنابراین، نسبت به پلی پروپیلن معمولی، در مقدار کششهای کمتر نیز بدون ایجاد تنشهای باقیمانده قابل شکل دهی هستند. در ضمن، اضافه کردن کلسیم کربنات تا 20 درصد وزنی، مقاومت در برابر خمیدگی را تقویت می کند. نتایج نشان می دهد که افزودن کلسیم کربنات قابلیت شکل دهی گرمایی پلی پروپیلن را بهبود می دهد.

کیتوسان قارچی زیست پلیمری ارزشمند و دارای خواص ویژه ای است که تولید آن در تخمیر حالت جامد از قارچ ها به عنوان روشی جدید مطرح است. در این پژوهش، با رشد گونه های قارچ آسپرژیلوس نایجر روی کنجاله سویا، پنبه دانه، ذرت و کلزا به عنوان سوبسترای جامد دارای نیتروژن، توانایی تولید کیتوسان و اثر درصد نیتروژن، گونه قارچی و رطوبت سوبسترای جامد در مقدار تولید بررسی شد. در تمام گونه های آسپرژیلوس نایجر (PTCC) با کدهای 5012، 5010 و 5103، مقدار کیتوسان در روز چهارم به طور میانگین (برای رطوبت تقریبی 36 درصد و 6.4= pH در مورد دو سوبسترای پنبه دانه و سویا) تقریبا (kg ماده خشک/g) 12.691 بدست آمد. از گونه 5012 در محیط کنجاله سویا با رطوبت تقریبی 37 درصد در روز دوازدهم، مقدار (kg ماده خشک/g) 17.053 و در گونه 5010 در محیط کنجاله پنبه دانه در روز هشتم، (kg ماده خشک/g) 17.97 کیتوسان استخراج شد.

در این پژوهش، اثر چند عامل جفت کننده متداول در صنعت لاستیک بر خواص مکانیکی آمیخته لاستیک طبیعی و لاستیک بازیافتی مطالعه شده است. TAC (تری آلیل سیانورات)، سیلان 69- Si (بیس-(3- تری اتیلوکسی سیلول پروپیل) تترا سولفید)، 2-HVA (m- فنیلن دی مالئیمید) و رنوفیت 1986 که ترکیبی فعال بر پایه اوره و ترکیبات فعال سطحی است، به عنوان عوامل جفت کننده به کار رفته اند. نتایج نشان می دهد که عوامل جفت کننده 2-HVA و رنوفیت اثر مثبتی بر خواص آمیخته لاستیک طبیعی و لاستیک بازیافتی ندارند و عامل جفت کننده سیلان خواص کششی و سختی این آمیخته ها را به طور قابل توجهی بهبود می دهد اما، بر خواصی مانند جهندگی، مقاومت خستگی، مانایی فشاری که منشا کشسانی دارند اثر منفی دارد و عامل جفت کننده TAC باعث افزایش نسبی مقاومت کششی و مدول با ثابت ماندن ازدیاد طول تا پارگی آمیزه ها می شود.

استحکام چسبندگی اتصال پلی اتیلن سبک (LDPE) به نشاسته نرم شده گرما نرم (TPS) و انوع سازگار شده آنها با کوپلیمر اتیلن - وینیل استات (EVA)، پلی اتیلن عامل دار شده با مالئیک انیدرید (PE- g-MAH) و کوپلیمر استیرن - اتیلن - بوتادی ان - استیرن عامل دار شده با مالئیک انیدرید (SEBS- g-MAH) با آزمون پوست کن شدن بررسی شد. برای قرار دادن سازگار کننده ها در سطح مشترک دو پلیمر از اختلاط آنها با TPS استفاده شد. از طرف دیگر، کار ترمودینامیکی چسبندگی بین اجزای سطح مشترک با اندازه گیری انرژی آزاد سطوح و به کمک نظریه های موجود محاسبه شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که کار ترمودینامیکی چسبندگی سطح مشترک PE/TPS از mJ/m2 64، اگر از سازگار کننده های EVA، PE- g-MAH و SEBS- g-MAH استفاده شود به ترتیب به 70، 79 و mJ/m2 86 افزایش می یابد. افزون بر این، استحکام چسبندگی بین سطحی (کار عملی) PE/TPS در صورت تقویت سطح با سه سازگار کننده یاد شده از N.m 41 به ترتیب به 139، 250 و N/m 165 تغییر می کند. بهبود چسبندگی بین سطحی به مهاجرت سازگار کننده ها به سطح مشترک حین تشکیل اتصال در دمای زیاد و انتقال بهینه تنش بین سطحی ارتباط داده می شود. همچنین، نتایج تجربی بدست آمده حاکی از آن است که تابع اتلاف اتصال به نسبت tan δ در دمای محیط به اجزای اصلی (چسب و بازو) در آزمون پوست کن شدن وابسته نیست. اما، با در نظر گرفتن نقش اتلاف ویسکوالاستیک در لایه نازک سازگار کننده از طریق معرفی مشخصه نسبت tan δ بازوی اتصال به حاصلضرب tan δ چسب و سازگار کننده، تغییرات تابع اتلاف اتصال و در نتیجه استحکام چسبندگی بین سطحی بخوبی قابل پیش بینی خواهند بود.

در این پژوهش، ریزگوی های کیتوسان با وزن مولکولی متفاوت با استفاده از خشک کن افشانه ای تهیه شدند. شکل شناسی، توزیع اندازه ذرات، مقدار آزاد سازی داروی پردنیزولون به عنوان داروی مدل و بر هم کنشهای دارو با پلیمر به وسیله میکروسکوپ الکترون پویشی، پراکندگی نور لیزر، دیفوزیون سل و گرماسنجی پویشی تفاضلی مطالعه شد. نتایج نشان می دهد که شکل ذرات بدست آمده کاملا کروی با سطحی چروک خورده است. اندازه ریزگویهای کیتوسان با وزن مولکولی زیاد بزرگتر از ذرات با وزن مولکولی کم است. متوسط اندازه ذرات ریزگویها با افزایش وزن مولکولی از 1.3 به 9µ افزایش یافته است که این موضوع را می توان به افزایش گرانروی محلول کیتوسان با وزن مولکولی زیاد نسبت داد. سرعت آزاد سازی داروی پردنیزولون سدیم فسفات از ریزگوی های حاصل از کیتوسان با وزن مولکولی زیاد به دلیل ساختار متراکم و زیاد بودن گرانروی محلول آنها کمتر از ریزگوی های حاصل از کیتوسان با وزن مولکولی کم است. همچنین، نتایج بدست آمده از گرماسنجی پویشی تفاضلی نشان دهنده بر هم کنشهای گروه های فسفات از دارو با گروه های آمین پلیمر کیتوسان است.

ترکیبات کاهنده جمع شدگی به ویژه انواع گرما نرم آنها به آمیخته های رزین پلی استر سیر نشده افزوده می شوند تا مانع از کاهش حجم رزین پس از پخت شوند. در این پژوهش، اثر دو نوع پلی وینیل استات با وزنهای مولکولی متفاوت (100×103 و g/mol 103×290) روی مقدار جمع شدگی و سرعت تغییر حجم در طول واکنش پخت محیطی رزین پلی استر سیر نشده به روش اندازه گیری جمع شدگی و همچنین سینتیک واکنش پخت با استفاده از منحنیهای دما – زمان بررسی شد. شکل شناسی نمونه های پخت شده با پلی وینیل استات با وزنهای مولکولی مختلف به عنوان افزودنی کاهنده جمع شدگی نشان می دهد که تشکیل ساختار دو فازی به هم پیوسته شاخه ای به کنترل جمع شدگی مطلوب تری می انجامد. بررسی نتایج جمع شدگی حجمی رزین پلی استر سیر نشده هنگام استفاده از پلی وینیل استات نشان می دهد که با افزایش وزن مولکولی پلی وینیل استات، زمان شروع جمع شدگی رزین پلی استر سیر نشده افزایش و مقدار جمع شدگی نهایی آن کاهش می یابد.