پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر

چکیده موضوع تحقیق: نانومواد سلولزی، شامل نانوبلور سلولز، نانوالیاف سلولزی و سلولز باکتریایی، به‌دلیل وزن کم، استحکام مکانیکی بالا، مدول کشسانی مناسب و قابلیت تجدیدپذیری، به‌عنوان تقویت‌کننده‌های مؤثر در ماتریس‌های اپوکسی موردتوجه گسترده قرار گرفته‌اند. بااین‌حال، آب‌دوستی ذاتی این نانوذرات و چسبندگی ضعیف آن‌ها با رزین اپوکسی، چالش‌هایی اساسی در بهبود عملکرد مکانیکی و حرارتی نانوکامپوزیت‌ها ایجاد می‌کند. ازاین‌رو، اصلاح سطح نانوذرات سلولزی به‌عنوان راهکاری کلیدی برای ارتقای سازگاری بین فازها و بهبود خواص نهایی نانوکامپوزیت‌های اپوکسی مطرح است.
روش تحقیق: در این پژوهش، مطالعات منتشرشده در بازه زمانی ۲۰۲۳ تا ۲۰۲۵ مورد مرور و تحلیل قرار گرفته‌اند. تمرکز اصلی بر روش‌های مختلف اصلاح سطح نانوذرات سلولزی، از جمله استفاده از سیلان‌ها، پوشش‌های آب‌گریز، واکنش‌های استری‌شدن و سایر اصلاحات شیمیایی بوده است. این روش‌ها با هدف کاهش آب‌دوستی نانوالیاف، افزایش چسبندگی بین فاز تقویت‌کننده و ماتریس اپوکسی و بهبود پراکندگی یکنواخت نانوذرات در ساختار نانوکامپوزیت‌ها بررسی شده‌اند.
نتایج اصلی: نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که اصلاح سطح نانوذرات سلولزی، از طریق بهبود برهم‌کنش فصل مشترک و توزیع یکنواخت در ماتریس اپوکسی، موجب افزایش محسوس دمای آغاز و بیشینه تخریب حرارتی، کاهش نرخ تخریب و افزایش مقدار زغال باقی‌مانده در دماهای بالا می‌شود. این اصلاحات همچنین با کاهش تجمع نانوالیاف، منجر به افزایش قابل‌توجه مقاومت کششی، مدول کشسانی و سفتی و بهبود رفتار شکست و مهار گسترش ترک‌ها می‌شود. نتایج کمی حاکی از آن است که نوع روش اصلاح سطح، ماهیت و تراکم گروه‌های عاملی، درصد بهینه بارگذاری و یکنواختی پراکندگی نانوالیاف نقش کلیدی در میزان ارتقای خواص حرارتی و مکانیکی ایفا می‌کنند. در مجموع، این مقاله با جمع‌بندی پیشرفت‌های اخیر، چارچوبی کمی، منظم و مهندسی‌شده برای طراحی نانوکامپوزیت‌های اپوکسی پایدار، مقاوم و قابل‌کاربرد در دماهای بالا و محیط‌های صنعتی چالش‌برانگیز ارائه می‌دهد.

چکیده منیزیم اتوکساید یک آلکوکسید فلزی است که به عنوان نگهدارنده در تهیه کاتالیزورهای زیگلر-ناتا از آن استفاده می شود. این نگهدارنده با کاتالیزور یک کمپلکس تشکیل داده و مقدار اتمهای فلزات واسطه فعال شرکت کننده در واکنش افزایش می یابد. در نتیجه فعالیت کاتالیزور زیاد میشود. تولید پلی اتیلن سنگین در کشور به عنوان پلیمری بسیار پرکاربرد وابسته به این نگهدارنده کاتالیزور است که از جمله اقلام وارداتی به کشور است. منیزیم اتوکساید با واکنش منیزیم و اتانل در مجاور ید در اتمسفر خنثی تولید می شود. در این تحقیق با انجام آزمون هایی از جمله وزن سنجی حرارتی ، اندازه گیری سطح تماس مخصوص و بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی اثر شرایط سنتز مانند تغییر نسبت ید و اتانل به منیزیم، دما، فشار و دور همزن بر مورفولوژی و مشخصات منیزیم اتوکساید بررسی شد. استفاده از ید سبب تشکیل مورفولوژی مناسب شد و افزایش دور همزن تأثیری بر زمان واکنش نداشت. اندازه ذرات محصول تابع مقدار اولیه و اندازه ذرات منیزیم و همچنین دور همزن بود. افزایش دور همزن در مقادیر بالای منیزیم(کاهش نسبت اتانل به منیزیم) موجب برخورد بیشتر ذرات و ریزتر شدن محصول شد. پایین بودن دمای واکنش تا 60 درجه سانتیگراد باعث تشکیل ذرات ریز و مورفولوژی نامناسب شد. استفاده از 2 اندازه ذره 420 و µm840 نشان داد که منیزیم FW40(µm840) منجر به مورفولوژی و سطح تماس مخصوص مناسب برای منیزیم اتوکساید می شود. با کاهش دما از 110 به 100درجه سانتیگراد و استفاده از شرایط رفلاکس در نقطه جوش اتانل سطح تماس مخصوص بیشتر شد.

چکیده در این پژوهش، اسفنج­های سلول بسته لاستیک NR با درصد­های مختلف دوده توسط روش تک مرحله­ای و با استفاده از قالب­گیری فشاری تولید شده، ریخت­شناسی، خواص فیزیکی و مکانیکی آن­ها مورد بررسی قرار گرفت. چگالی اسفنج­های تولید شده در این پژوهش مستقل از درصد دوده به دست­آمد که از مزایای تولید اسفنج به روش یک مرحله­ای بوده و بر خلاف نتایج سایر مطالعات گزارش شده است. مطالعه رفتار پخت آمیزه اسفنج­ها نشان داد که افزایش دوده از مقدار 0 تا phr30 باعث افزایش مقدار پخت از mol/cm^35-10 ×5/6 به mol/cm^{3 5-}10×3/8، افزایش سرعت پخت از (/min%) 1/16 به (/min%) 2/23، کاهش زمان پخت از 2/9 به 8/5 دقیقه و هم­چنین افزایش گشتاور نهایی از 8/5 بهNm 4/10 شد. نتایج مطالعه ریز ساختار اسفنج­ها با استفاده از میکروسکوپ نوری روبشی (SEM) نشان داد که دوده به­ عنوان عامل هسته­گذار عمل کرده و چگالی سلولی را از N/cm³8به N/cm³140 افزایش داده­ است. هم­چنین باعث کاهش اندازه سلول­ها از­ µm579 به µm255 شده­ است. افزایش درصد دوده در اسفنج تولید شده، باعث کاهش اندازه سلول­ها و هم­چنین افزایش خواص ماتریس لاستیکی شد. این امر به افزایش مدول و سختی اسفنج به ترتیب به میزان MPa 8/0 و shore A 40 منجر شد. رفتار جذب و انعکاس امواج صدا نشان داد که اسفنج­های لاستیکی بیش از %90 امواج صدا را منعکس کرده و حدود %10 امواج را جذب می­کنند.