علوم و تکنولوژی پلیمر
سال:1385 | دوره:19 | شماره:4 (پیاپی 84) |تعداد مقالات:10

در این پژوهش، کوپلیمر شدن امولسیونی متیل متاکریلات و بوتیل آکریلات در آب به روش نیمه پیوسته آزمایشگاهی و با انتخاب فرمولبندی پایه از مواد اولیه انجام شد. پنج مجموعه لاتکس با تغییر غلظت سدیم دودسیل سولفات (SDS) و نونیل فنول پلی اتیلن گلیکول اتر (20-NP) در پیش خوراک و محلول امولسیونی، همچنین با تغییر غلظت آغازگر و با ثابت نگه داشتن نسبت مولی مونومرها (1.0473)، مقدار آب (100mL) و مقدار سدیم بی کربنات (0.8g) در شرایط یکسان تهیه و خواص فیزیکی آنها اندازه گیری شد. هدف از این کار، افزایش درصد تبدیل نهایی و بهبود خواص فیزیکی لاتکسهای تهیه شده بود. مقدار تبدیل نهایی کمی بیشتر از 96 درصد برای نمونه های 2- 5 A و 3- 5 A با استفاده از نسبتهای مولی SDS به 20-NP در پیش خوراک (1.96 برای هر دو نمونه) و در محلول امولسیونی (به ترتیب 1.47 و 0.98) و همچنین مقدار 4 درصد وزنی محلول پتاسیم پرسولفات در هر دو سنتز بدست آمد. افزایش مقدار امولسیون کننده موجب افزایش گرانروی (معادل زمان جریان)، زمان خشک شدن و درصد جذب آب به مقدار کم شد. نمونه انتخابی 2- 5 A زمان خشک شدن min 14.5، مقدار جذب آب 3.88 درصد، مقدار چسبندگی B 1 و گرانروی s 26.3 را نشان داد.

در این پژوهش، اثر سه نوع پوشش مختلف شامل کوپلیمرهای آکریلی خود صیقل شونده، پوشش الاستومر سیلیکونی و پوشش های اپوکسی لیفی شکل که در صنایع رنگ دریایی کاربرد دارند بر مقاومت اصطکاکی وارد بر بدنه شناور بررسی شد. با اندازه گیری گشتاور مورد نیاز برای چرخش استوانه بدون پوشش و با پوشش های مختلف در سرعت های معین، تغییر در زبری (تابع زبری) که عامل اصلی ایجاد مقاومت اصطکاکی است، ارزیابی شد. با اندازه گیری زاویه تماس به روش ایستا، تغییر در انرژی سطحی پوشش های مختلف و همچنین، مقدار زبری و شکل شناسی سطح پوششهای مختلف با استفاده از میکروسکوپ الکترون پویشی بررسی شد. نتایج نشان می دهد که پوشش الاستومر سیلیکونی به دلیل برخوداری از صافی سطح بهتر و نیز انرژی کمتر، بهترین اثر را در کاهش مقاومت اصطکاکی، در مقایسه با پوشش های متداول خود صیقل شونده آکریلی داراست. این نوع پوشش در سرعت های مختلف، بین 10 تا 21 درصد موجب کاهش مقاومت اصطکاکی می شود. اثر پوشش بر نیروی مقاومت اصطکاکی با افزایش سرعت شناور به دلیل کاهش سهم مقاومت اصطکاکی در مقاومت کل کاهش می یابد. همچنین، نتایج آزمون تعیین انرژی سطحی نشان می دهد که پوشش الاستومر سیلیکونی کمترین انرژی سطح را در مقایسه با سایر پوشش ها دارد. بنابراین، می توان پیش بینی کرد که در محیط دریا حداقل مقدار خزه ها و موجودات دریایی به سطح پوشش بچسبند.

افزودن لاستیک بازیافتی سبب تغییر خواص رئولوژی و ویسکوالاستیک مواد لاستیکی نو شده، مشکلات فرایندی ایجاد می کند. در این پژوهش، اثر افزودن لاستیک بازیافتی بر خواص رئولوژی لاستیک طبیعی به وسیله دستگاه تحلیل فرایند لاستیک بررسی شده است. نتایج این بررسیها نشان می دهد که در کرنشهای برشی کم، وجود پر کننده در لاستیک بازیافتی باعث افزایش مدول و گشتاور ذخیره (′G و ′S) و کاهش مدول و گشتاور اتلاف (″G و ″S) نسبت به لاستیک طبیعی می شود. اما، در کرنشهای برشی متوسط، محدوده رفتار ویسکوالاستیک غیر خطی در لاستیکهای بازیافتی در مقایسه با لاستیک طبیعی طولانی تر است. در کرنشهای برشی زیاد رفتار ویسکوالاستیک غیر خطی به شدت کاهش می یابد و روندی مشابه کرنشهای برشی کم بر آن حکمفرماست، با این تفاوت که طول این محدوده در لاستیک بازیافتی و آمیخته ها کوتاهتر از لاستیک طبیعی است. رفتار ویسکوالاستیک آمیخته های لاستیک طبیعی و لاستیک بازیافتی شبیه پلیمری است که سهم بیشتری در ساختار آمیخته دارد. اما، مقدار گشتاور و مدول (هم ذخیره و هم اتلاف) در همه آمیخته ها به دلیل عدم سازگاری و ناهمگنی فازی کامل، کمتر از لاستیک بازیافتی و لاستیک طبیعی خالص است. به همین دلیل کشسانی آمیخته ها کمتر از مقدار پیش بینی شده بر اساس قانون مخلوطهای ایده ال است.

تولید و کاربرد لوله های پلیمری همگام با پیشرفت علوم و مهندسی پلیمر، روز به روز در حال گسترش است. تولید لوله با استفاده از اکستروژن با حدیده ثابت به علت آرایش یافتگی زنجیره های پلیمری در راستای محوری و بوجود آمدن خط جوش ناشی از وجود بازوهای نگهدارنده کاری غیر علمی است. لوله های تولیدی فاقد استحکام لازم در جهت محیطی هستند. برای کاهش اثر خط جوش و تولید لوله های مقاوم در جهت محیطی می توان از چرخش حدیده استفاده کرد. در این پژوهش، تغییر خواص مکانیکی لوله ها با تغییر دور چرخش حدیده بررسی شد. نتایج نشان می دهد که استحکام در جهت محیطی برای نمونه پلی اتیلن سنگین در حدود 20 درصد، برای پلی پروپیلن حدود 25 درصد و برای نمونه کامپوزیتی تقویت شده با 20 درصد وزنی الیاف شیشه در حدود 34 درصد، در دور چرخش rpm 20 عضو داخلی، افزایش یا فته است. همچنین، نتایج آزمون هیدروستاتیک نشان می دهد لوله هایی که با سامانه حدیده چرخان تولید شده اند، قدرت تحمل بار بیشتر و طول عمر مطلوب دارند. در این حالت، مقدار افزایش خروجی از اکسترودر در دور چرخش rpm 30 عضو داخلی در حدود 13 درصد است. همچنین، برای لوله های ساخته شده از پلی اتیلن سنگین در دور چرخش rpm 10 و برای لوله های پلی پروپیلن در دور چرخش rpm 4 خواص همگن بدست می آید. با بررسی نتایج حاصل از تفرق پرتو X مشخص شد که بلورینگی در حدود 20 درصد در دور چرخش rpm 20 عضو داخلی افزایش یافته است. در این سامانه نه تنها پدیده تورم حدیده رخ نمی دهد، بلکه پدیده ضد تورم (جمع شدگی) مشاهده می شود.

آبکافت پیوندهای استری یکی از مهمترین معایب رزینهای آلکید و پلی استر آبکاه است. شکسته شدن پیوند های استری رزین در مجاورت آب منجر به کاهش جرم مولکولی و در نتیجه کاهش خواص پوششی آن می شود. در این پژوهش، به منظور تهیه رزین آلکید آبکاه با پایداری آبکافتی زیاد، از کوپلیمرهای آکریلی پلی اسید به عنوان دی و تری اسیدهای مصرفی استفاده شد. از واکنش پلی ال و اسید چرب، محصول مونوگلیسریدی مناسب و از واکنش مونوگلیسرید و کوپلیمر آکریلی پلی اسید، رزین آلکید آبکاه بدست آمد. اثر عوامل مختلف فرایندی شامل عدد اسیدی کوپلیمر آکریلی، طول روغن، نوع آمین و درصد خنثی سازی بر خواص رزین نهایی بررسی شد. با بررسی واکنش پذیری کوپلیمر آکریلی با مونوگلیسرید و ارزیابی خواص رزین نهایی، عدد اسیدی بهینه کوپلیمر آکریلی برابر 135 و طول روغن رزین نهایی برابر 25 معین شد. نتایج نشان می دهد استفاده از دی اتانول آمین باعث تهیه رزینی با ثبات آبکافتی بیشتر نسبت به تری اتیل آمین می شود. با اندازه گیری پایداری رزین آبکاه، مقدار خنثی سازی بهینه حدود 50 درصد بدست آمد. رزین تهیه شده ثبات آبکافتی زیادی دارد. بعد از چهار ماه انبارداری، عدد اسیدی آن به مقدار 23.5 درصد افزایش می یابد.

در این پژوهش، اثر اندازه ذرات کاه گندم و ساقه برنج با مقادیر 15، 30 و 40 درصد وزنی بر خواص مکانیکی کامپوزیت پلی اتیلن سنگین - کاه ساقه برنج و گندم بررسی شد. از مالئیک انیدرید به مقدار 2 درصد وزنی به عنوان جفت کننده و دی کومیل پروکسید به عنوان شروع کننده واکنش استفاده شد. نتایج نشان می دهد که افزایش کاه (گندم و ساقه برنج) تا مقدار 30 درصد وزنی موجب بهبود استحکام کششی و خمشی کامپوزیت شده، ولی در 40 درصد وزنی سبب کاهش این خواص می شود. استحکام ضربه ای نمونه های شکافدار کامپوزیت با افزایش کاه کاهش می یابد. همچنین، آمیزه های دارای ذرات ریزتر استحکام ضربه ای و مدول خمشی بهتری را نسبت به فراورده های دارای ذرات درشت نشان می دهند. کامپوزیتهای تهیه شده از کاه گندم در مقادیر یکسان نسبت به کاه ساقه برنج خواص مکانیکی بهتری نشان می دهند. مقایسه نمونه های دارای 30 درصد وزنی کاه با دانه های ریز و درشت و دارای 2 درصد وزنی جفت کننده مالئیک انیدرید و بدون آن به وسیله آزمون آماری t-student انجام شد. نتایج میکروسکوپی الکترون پویشی نشان می دهد که افزودن مالئیک انیدرید سبب بهبود خواص مکانیکی و چسبندگی بین پلیمر و ذرات کاه می شود.

در این پژوهش، از آبکافت مخلوط تترا اتوکسی سیلان و 3- مرکاپتو پروپیل تری متوکسی سیلان در مجاورت کاتالیزور قلع، پلی 3- مرکاپتو پروپیل سیلوکسان نامحلول تهیه شد. محصولات زیادی با استفاده از نسبت مولی متفاوت از تترا اتوکسی سیلان به 3- مرکاپتو پروپیل تری متوکسی سیلان (1:5، 1:2، 1:1، 2:1 و 5:1) تهیه شد. بهترین نسبت مولی که بیشترین جذب فلز را داشت برای ارزیابی بیشتر انتخاب شد. سپس، قابلیت این لیگاند برای استخراج یونهای فلزات سنگین (مانند +Pb2، +Cd2، +Cu2، +Zn2، +Hg2 و +Ni2) از محلول در pHهای مختلف (8>2<pH) معین شد. روشهای جذب اتمی و تیتر کردن کمپلکس سنجی برای تعیین محتوای فلز در محلول یون فلز بکار گرفته شد.

در این پژوهش، اثر ترکیبات سیلانی با گروه های عاملی آمین و اپوکسی بر استحکام چسبندگی دو نوع لاک آکریلی با عا ملیت هیدروکسیل و کربوکسیل به صفحات پلی پروپیلن پیش آماده سازی شده با شعله بررسی شد. با استفاده از روشهای اندازه گیری زاویه تماس ایستا، SEM، AFM و FTIR-ATR، تغییرات انرژی سطحی، شکل شناسی و ساختار شیمیایی سطح پلی پروپیلن پس از اعمال شعله و آماده سازی سطح با ترکیبات سیلانی مطالعه شد. نتایج نشان می دهد که در اثر تماس مستقیم شعله، انرژی آزاد سطحی سطح پلی پروپیلن افزایش می یابد. همچنین، نتایج طیف سنجی FTIR- ATR، وجود گروه کربونیل را بعد از اعمال شعله و نیز وجود گروه عاملی سیلان (آمین و اپوکسی) را بعد از آماده سازی با ترکیبات سیلانی در سطح پلی پروپیلن تایید می کند. بررسی شکل شناسی سطح بعد از تماس با شعله به کمک روشهای SEM و AFM، تشکیل ناهمواریهای سوزنی شکلی را که باعث افزایش زبری سطح پلی پروپیلن شده اند، نشان می دهد. استحکام چسبندگی بین سطح پلی پروپیلن و لاکهای مورد نظر با استفاده از روش pull-off اندازه گیری شد. بر این اساس ترکیب سیلانی با گروه عاملی آلی اپوکسی، استحکام چسبندگی پوشش آکریلی با عاملیت کربوکسیل به سطح پلی پروپیلن شعله خورده را حدود 300 درصد افزایش می دهد.