علوم و تکنولوژی پلیمر
سال:1399 | دوره:33 | شماره:4 |تعداد مقالات:6

فرضیه: امروزه غشاهای نانوفیلتری به طور گسترده در زمینه نمک زدایی و تصفیه آب به کار گرفته می شوند. اما، باید برخی مشکلات شایان توجه در زمینه نمک زدایی از قبیل شار و پس زنی کم را با کاربرد نانومواد اصلاح شده کنترل کرد. پژوهش های مختلفی در این زمینه انجام شده است، اما اهمیت موضوع، انجام پژوهش های بیشتر را در این زمینه ضروری می کند. روش ها: غشاهای نانوکامپوزیتی لایه نازک دارای نانولوله های تیتانیم اکسید و نیز نانولوله های تیتانیم اکسید اصلاح شده بررسی شدند. بدین ترتیب که پس از تهیه نانولوله ها، سطح داخلی آن ها اصلاح و پس از تهیه غشا، مقدار تراوایی (عبوردهی) آب و پس زنی یون های تک و دوظرفیتی به وسیله غشا اندازه گیری شد. همچنین، نانولوله های اولیه و اصلاح شده با طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR) و آزمون اندازه گیری سطح ویژه (Brunauer-Emmett-Teller, BET) بررسی شدند. شکل شناسی و ساختار غشاهای لایه نازک با میکروسکوپی الکترونی پویشی نشر میدانی (FE-SEM) ارزیابی شد. یافته ها: عملکرد غشاهای لایه نازک پلی آمیدی با آزمون های تراوایی آب خالص، زاویه تماس، شار تراوایی خوراک و مقدار پس زنی یون های سدیم و مس ارزیابی شد. بیشینه مقدار شار آب خالص (26. 5L/m2h) برای غشا دارای %0. 05 وزنی نانولوله اصلاح نشده، با %73. 2 افزایش در مقایسه با غشای خالص به دلیل آب دوستی نانولوله ها و ایجاد منفذهای کوچک در سطح غشا به دست آمد. بیشینه پس زنی یون سدیم (%93. 11) برای غشا دارای %0. 2 وزنی نانولوله اصلاح شده به دلیل کاهش قطر نانولوله های اصلاح شده و تامین سد انرژی لازم برای پس زنی نمک ها به دست آمد.

فرضیه: در مطالعه حاضر، برای توسعه کاربرد نانوالیاف دارای نانوخوشه {Mo132}در زمینه های مختلف شامل استفاده در ماسک های تنفسی و لباس های جاذب آلاینده تلاش شده است. روش ها: نانوالیاف پلی آکریلونیتریل-{Mo132} با میانگین قطر حدود 150nm با فرایند الکتروریسی بهینه سازی شده با روش های طراحی آزمون نظیر روش تاگوچی و طرح مرکب مرکزی تهیه شدند. شکل شناسی و ساختار شیمیایی نانوالیاف با روش های میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) و عبوری (TEM) و طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR) مطالعه و وجود نانوخوشه {Mo132} در ساختار نانوالیاف با طیف سنجی UV-Vis تایید شد. تعیین قطر و تعداد گره های نانوالیاف با نرم افزار پردازش عکس انجام شد. نانوالیاف نهایی بر اساس شرایط بهینه الکتروریسی تولید و عملکرد آن ها بررسی شد. یافته ها: شرایط بهینه فرایند الکتروریسی شامل غلظت %10wt، ولتاژ 16kV و فاصله 10cm بود. افزودن {Mo132} به نانوالیاف پلی آکریلونیتریل موجب بهبود خواص نانوالیاف و عملکرد آن ها در جذب ذرات شد. بررسی خواص نانوالیاف نشان داد، نانوذرات به خوبی با چسبندگی مناسب روی سطح پلیمر توزیع شدند. از برتری های این نانوالیاف می توان به توان جذب زیاد، روش سنتز سریع، هزینه کم، زیست سازگاری و سمی نبودن اشاره کرد. هدف نهایی این پژوهش، طراحی و تولید نانوالیافی کارآمد برای جذب ذرات معلق و آلاینده های شیمیایی به منظور استفاده پلیس و سایر افراد جامعه است. این نانوالیاف در سرعت جریان 5L/min کارایی حدود %93، کاهش فشار تقریبا صفر و فاکتور کیفیت حدود 4. 5 نشان دادند که در شرایط آزمایشگاهی مطالعه حاضر به عنوان بستر کنترلی ذرات معرفی می شود.

فرضیه: مواد جاذب حلال های آلی (ارگانوژل ها)، شبکه های درشت مولکولی آب گریز با قابلیت جذب و نگه داری حلال های آلی هستند. این مواد در کاربردهای مختلفی از جمله تولید ژل های ضدعفونی مصرفی در پزشکی و بهداشت عمومی، استفاده می شوند. مقاله حاضر، گزارشی مقدماتی درباره تبدیل رزین اپوکسی (DGEBA) به ارگانو ژل ابرجاذب جدید دارای گروه های فوران و تری آزول است. روش ها: ارگانوژل، طی چهار مرحله اصلی از رزین اپوکسی و فوفوریل الکل تهیه شد. رزین اپوکسی، به ترتیب فورفوریل دار، ایزوسیانات دار و پروپارژیل دار شد. محصول نهایی، طی واکنش پلیمرشدن حلقه زایی 3، 1-دوقطبی، ترکیب دی آزید تهیه شده از اپی کلروهیدرین با ترکیب پروپارژیل دار به دست آمد. ترکیب حدواسط و محصول نهایی با طیف نمایی FTIR شناسایی شدند. محصول نهایی با میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و گرماوزن سنجی (TGA) ارزیابی شد. رفتار ریولوژیکی در حلال N-متیل پیرولیدون (NMP) بررسی و ظرفیت تورم ارگانوژل نیز در حلال های مختلف اندازه گیری شد. یافته ها: ارگانو ژل پلیمری جدید بدون استفاده از عامل شبکه ای کننده مجزا تهیه شد. ذرات خشک شده آن دارای ساختاری متخلخل با میانگین قطر 680nm بودند. تورم، با کاهش گرانروی و افزایش قطبیت حلال، افزایش می یابد. رفتار ابرتورمی به طور عمده، به تلفیقی از اتصالات عرضی محدود و نیز برهم کنش های ابرامولکولی میان گروه های عاملی پلیمر-پلیمر و پلیمر-حلال نسبت داده شد. ظرفیت جذب و ژل سازی حلال های قطبی با این ارگانوژل، بسیار زیاد است. ظرفیت تورم ارگانوژل در حلال ها به ترتیب اتیلن گلیکول ˃ کلروفرم ˃ اتانول ˃ استونیتریل ˃ دی متیل فرمامید ˃ دی متیل استامید ˃ دی متیل سولفوکسید ˃ NMP بود. به عنوان مثال، هر گرم از این ارگانو ژل می تواند در زمان حدود 1h، حدود 145g اتانول و 1853g از NMP را جذب کند و به حالت ژل درآید. پیش بینی می شود، گروه های 3، 2، 1-تری آزول، خاصیت ضدباکتری را به این ارگانو ژل القا می کنند.

فرضیه: اثر چهار شتاب دهنده 6، 4، 2-تریس (دی متیل آمینومتیل) فنول (DMP30)، 2-متیل ایمیدازول (2MI)، 2-فنیل ایمیدازول (2PhI) و کربونیل دی ایمیدازول (CDI) با دو مقدار 0. 6 و 1phr بر رفتار پخت رزین اپوکسی بر پایه دی گلیسیدیل اتر بیس فنول A و عامل پخت جامد دی سیان دی آمید یا دایسی مطالعه و بررسی شد. بدیهی است، با تغییر نوع و مقدار شتاب دهنده می توان واکنش پذیری و رفتار پخت سامانه اپوکسی-دایسی را کنترل کرد. روش ها: از اندازه گیری تغییرات گرانروی برحسب زمان، زمان ژل شدن در سه دمای 110، 120 و 130 درجه سلسیوس چسبناکی، گرماسنجی پویشی تفاضلی ناهم دما و شناسایی دمای انتقال شیشه ای برای مطالعه واکنش پذیری و رفتار پخت سامانه اپوکسی-دایسی استفاده شد. یافته ها: شتاب دهنده CDI با مقدار phr 0. 6 بیشترین عمر مفید را در میان سایر شتاب دهنده ها نشان داد. با افزایش مقدار شتاب دهنده به ویژه هنگام استفاده از CDI، عمر مفید فرمول بندی ها کاهش یافت. اختلاف در عمر مفید برای 2PhI کمترین مقدار بود و برای 2MI تغییری نکرد. داده های زمان ژل شدن نشان داد، واکنش پذیری شتاب دهنده های مختلف در دمای زیاد به ترتیب 2MI > DMP30 > CDI > 2PhI است. نتایج آزمون DSC نشان داد، با افزایش مقدار شتاب دهنده، نیم رخ پخت تیزتر شد و گرمای واکنش (Δ H) افزایش و دمای انتقال شیشه ای (Tg) به مقدار شایان توجهی کاهش یافت. نتایج DSC نشان داد، ترتیب واکنش پذیری شتاب دهنده های مختلف 2MI > CDI> DMP30 > 2PhI است. به عبارت دیگر، 2PhI کمترین واکنش پذیری و تیزترین نیم رخ پخت اما 2MI بیشترین واکنش پذیری با رفتار پخت پهن را نشان داد. بنابراین به نظر می رسد، شتاب دهنده CDI با مقدار 0. 6phr به دلیل بیشترین عمر مفید در دمای محیط، سرعت پخت زیاد و داشتن بیشترین Tg بهترین شتاب دهنده باشد.

فرضیه: مدل سه جزیی بر پایه ترکیب سه معادله ابرگرانروکشسان هشت زنجیر، Bergstrom-Boyce و نرم شدگی تنش Ogden-Roxburgh (اثر Mullins) برای مطالعه رفتار مکانیکی آمیزه های لاستیکی پایه SBR پر شده با دوده انتخاب شد. روش ها: سه آمیزه لاستیکی بر پایه کایوچوی E-SBR پر شده با سه مقدار مختلف دوده (20، 40 و 60phr)، ساخته و به شکل ورقه پخت شدند. سپس، نمونه های دمبلی شکل (مطابق استانداد ASTM D412 C) از روی ورقه های مزبور تهیه و تحت سه چرخه آزمون کششی رفت و برگشتی با سرعت های 100 و 500mm/min قرار گرفتند. به منظور مطالعه اثر نرم شدگی تنش مقدار کشیدگی به نحوی اعمال شد که در هر چرخه مقدار کشیدگی نهایی نسبت به چرخه پیشین افزایش یابد. آزمون تراکم پذیری نیز برای تعیین مدول توده لاستیک روی نمونه ها انجام شد. داده های تنش-کرنش به دست آمده وارد نرم افزار MCalibration شد و پارامترهای مدل با برازش غیرخطی به دست آمدند که در آن از سه الگوریتم بهینه سازی استفاده شده بود. یافته ها: مطابقت بسیار خوبی میان اندازه گیری تجربی و داده های تنش-کرنش پیش بینی شده برای آمیزه های پرشده با مقدارهای کم تا متوسط دوده به دست آمد. از سوی دیگر، برای مقدارهای بیشتر پرکننده که به آستانه پرانشت نزدیک می شود، از مقدار انطباق کم شده که به معنی نیاز به توسعه مدل جداگانه ای برای درنظر گرفتن شبکه پرکننده است. همچنین ارتباط کاملا معناداری میان پارامترهای مدل و مقدار پرکننده وجود دارد.

فرضیه: چندلایه ای های فلز-الیاف (FMLs) از ورقه های فلزی و لایه های کامپوزیت الیافی متصل شده به یکدیگر با رزین پلیمری، تشکیل می شوند. هدف از این پژوهش، بررسی خواص خمشی چندلایه ای های فلز-الیاف دوستدار محیط زیست و مقرون به صرفه از نظر اقتصادی است. در دهه های اخیر، کامپوزیت های الیاف طبیعی به دلیل تجدیدپذیری و بازیافت پذیری و هزینه کم مورد توجه قرار گرفته اند و کاربرد آن ها در صنایع رو به رشد است. ترکیب کامپوزیت های طبیعی با لایه های آلومینیم و ساخت چندلایه ای های فلز-الیاف طبیعی می تواند موجب بهبود خواص مکانیکی و افزایش مقاومت در برابر عامل های محیطی مانند رطوبت، گرما و نور خورشید شود. روش ها: چندلایه ای های فلز-الیاف بر پایه الیاف کنف و نیز کامپوزیت های دارای الیاف کنف با دو نوع رزین اپوکسی و وینیل استر با روش لایه گذاری دستی ساخته شدند. خواص خمشی کامپوزیت ها و چندلایه ای های فلز-الیاف تهیه شده با آزمون خمش سه نقطه ای بررسی شد. پس از انجام آزمون های مکانیکی عکس های میکروسکوپ الکترونی پویشی برای بررسی سطح شکست تهیه شد. برای مقایسه، نمونه های مشابه با استفاده از الیاف شیشه با روش لایه گذاری دستی نیز ساخته و بررسی شدند. یافته ها: نتایج آزمون ها نشان داد، استفاده از لایه های آلومینیم در کنار کامپوزیت های دارای الیاف کنف موجب افزایش مدول خمشی و استحکام نهایی نمونه ها می شود. نمونه های ساخته شده با رزین وینیل استر به دلیل برقراری اتصال مناسب با الیاف کنف و نیز نفوذ به فضای خالی داخل الیاف، خواص خمشی بهتری نسبت به کامپوزیت های با ماتریس اپوکسی داشتند. افزون بر این، عکس های میکروسکوپی الکترونی پویشی نشان داد، به دلیل وجود ناصافی سطح و شکل ویژه الیاف کنف، چسبندگی بهتری میان الیاف کنف با رزین وینیل استر و اپوکسی در مقایسه با الیاف شیشه ایجاد شده است.