پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر

چکیده چکیده
موضوع تحقیق: پلی (2-اکسازولینها) خانواده ای از پلیمرهای مصنوعی هستند که دارای زیست تخریب پذیری و زیست سازگاری مطلوبی بوده و به دلیل شباهت ساختاری با پلی پپتیدها اخیرا در کاربردهای دارورسانی نیز مورد توجه قرار گرفته اند. از آنجا که این پلیمرها خواص گرمایی و مکانیکی نسبتا پایینی دارند به کمک نانوذرات مناسب نظیر گرافن و نانولوله، تقویت شده و به صورت نانوکامپوزیت استفاده می شوند. سازوکار تقویت کنندگی نانوذرات در ماتریس این پلیمرها هنوز از دیدگاه مولکولی کاملا مشخص نشده است.
روش تحقیق: این پژوهش به منظور فهم بهتر برهمکنش پلیمری بر پایه 2-اکسازولین با تقویت کننده های نانویی دو بعدی و رفتار این پلیمر در مجاورت آنها صورت گرفت. صورتبندی و دینامیک یک تک زنجیر پلی (2-اتیل-2-اکسازولین)، به عنوان نماینده شناخته شده ای از این گروه، در مجاورت یک نانوصفحه گرافن عاملیت دار شده، به کمک دینامیک مولکولی کلاسیک و در یک بازه زمانی 10 نانوثانیه ای شبیه سازی شد. همچنین، اثر تغییر دما به همراه تغییر تعداد مونومرهای زنجیر پلیمر بر روی صورتبندی و دینامیک پلی (2-اتیل-2-اکسازولین) بررسی گردید.
نتایج اصلی: تصاویر لحظه ای بدست آمده در زمانهای مشخص نشان دادند که زنجیر پلیمر با نانوصفحه گرافن برهمکنش موثری نشان داده و جذب سطحی به سرعت رخ می دهد. این رویداد با تغییر صورتبندی زنجیر و دینامیک آن همراه است. زنجیر پلیمری در مجاورت نانوصفحه گرافن به صورت تقریبا موازی قرار گرفته و تاخوردگی ایجاد می شود. شعاع چرخش زنجیر در اثر این برهمکنش افزایش یافته و همچنین طول همبستگی جذب سطحی در حد ابعاد واحد تکراری زنجیر است. جابجایی مربع میانگین زنجیر پلی (2-اتیل-2-اکسازولین) با نزدیک شدن زنجیر پلیمر به نانوصفحه گرافن کاهش می یابد.

چکیده بررسی و تحقیق بر روی پلیمر‌های پر انرژی برای افزایش خواص مکانیکی، ترمودینامیکی و افزایش قدرت انرژی زایی آن‌ها، به عنوان بایندر و نرم کننده پر انرژی با ارزش سوختی بالا در تهیه پیشرانه‌های با دود کم و بدون خطر انفجار بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته است. یکی از پلیمرهای پرانرژی، GAP است. در این مقاله از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برای مقایسه خواص انرژی زایی GAP و GTP استفاده شده است. GTP در اصل شکل اصلاح یافته‌ی GAP است که در آن گروه عاملی تری آزولیوم متیل نیترات به جای گروه آزید اضافه شده است. خواص مکانیکی پلیمر پرانرژی GAP همیشه موضوعی چالش‌برانگیز در زمینه‌ی مواد پرانرژی بوده است. با توجه به خواص حلقه‌ی تری آزولیوم متیل نیترات، انتظار می‌رود خواص مکانیکی و ترمودینامیکی پلیمر پرانرژی GTP از GAP بیشتر باشد. با بررسی‌های به‌عمل آمده توسط شبیه‌سازی دینامیک مولکولی، مشخص شد که GTP ماده‌ای پایدار است و خواص مکانیکی GTP نسبت به GAP مانند مدول یانگ(E) و مدول برشی(G) به‌ترتیب 27% و 32% کاهش و مدول بالک(K)، ضریب پواسون و نسبت K/G به ترتیب 17%، 42% و 71% افزایش پیدا کرد. همچنین مشخص شد سرعت انفجار، فشار انفجار و اکسیژن بالانس پلیمر‌ پرانرژیGTP نسبت به GAP، به ترتیب 5%، 14% و 21% افزایش یافت. در نتیجه می‌توان گفت استفاده از GTP به‌عنوان ماده‌ی اصلاح شده GAP در کاربردهای نظیر پیشرانه‌های پاک و عاری از کلر برای تقویت‌کننده‌ها و موتورهای با پیشرانه جامد درفضا پیماها و همین طور بخش ایمنی خودروها ( کیسه های هوا ) افقی روشن دارد.