پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر

چکیده موضوع تحقیق: در این پژوهش، راهکاری نوین برای احیای پارچه‌های قدیمی کولار و بازآفرینی آن‌ها برای استفاده مجدد در ساخت قطعات پیشرفته کامپوزیتی پلیمری ارائه شده است. کولار به‌عنوان لیف پلیمری با استحکام کششی بالا و مقاومت چشمگیر در برابر ضربه و حرارت، در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، هوافضا و ساخت تجهیزات حفاظتی به‌کار می‌رود. این تقویت‌کننده به‌تنهایی پیوند مناسبی با رزین‌های پلیمری به‌دست نمی‌دهد و برای ایجاد پیوند قوی از سازگارکننده استفاده می‌شود که دارای عمری مفید بوده، خواص فیزیکی و مکانیکی آن‌ به مرور زمان به‌علت تأثیرات محیطی مانند رطوبت، پرتو فرابنفش و دمای بالا تضعیف می‌شود.
روش تحقیق: در این پژوهش از بین روش‌های حرارتی، مکانیکی، شیمیایی، پلاسمایی، نانوذرات و لایه‌نشانی برای احیای پارچه‌های کولار تاریخ‌گذشته، روش شیمیایی انتخاب شد. برای این منظور، در ابتدا سه نمونه پارچه تاریخ‌گذشته انتخاب و در نهایت، خواص کششی سه نمونه از پارچه‌های احیاشده با احیانشده طبق استاندارد ASTM D638 مقایسه شد.
نتایج اصلی: نتایج نشان داد که پارچه احیاشده به روش شیمیایی، حدود11.3% استحکام کششی بیشتری نسبت به پارچه‌های احیانشده داشته و فرایند احیای شیمیایی تأثیر مثبتی در بهبود خواص مکانیکی الیاف تاریخ‌گذشته کولار داشته است. این دستاورد، راه را برای بهره‌برداری مجدد از الیاف تاریخ‌گذشته در ساختارهای پیشرفته هموار می‌کند و نشان می‌دهد که فرایند احیای شیمیایی نه‌تنها موجب افزایش استحکام مکانیکی مواد می‌شود، بلکه می‌تواند تأثیرات مثبتی بر دوام و پایداری آن‌ها در برابر عوامل محیطی داشته باشد. به‌علاوه، این تحقیق با ارائه روشی اقتصادی و زیست‌محیطی برای احیای الیاف تاریخ‌گذشته، زمینه‌ای برای کاهش ضایعات صنعتی و استفاده مجدد از مواد پلیمری فراهم می‌کند.

چکیده چکیده
موضوع تحقیق: این پژوهش با هدف بررسی اثر افزودن پودر پوست گردو فرآوری‌شده (PNB) بر خواص سایشی و پایداری حرارتی لنت‌های ترمزی دوستدار محیط‌زیست انجام شد. اهمیت این موضوع ازآن‌جهت است که لنت ترمز به‌عنوان یکی از اجزای کلیدی سامانه ایمنی خودرو باید هم‌زمان دارای پایداری حرارتی مطلوب و مقاومت سایشی مناسب باشد. استفاده از منابع زیست‌توده مانند پوست گردو می‌تواند ضمن بهبود عملکرد، رویکردی پایدار و جایگزین مناسبی برای ترکیبات آزبستی و معدنی محسوب شود.
روش تحقیق: برای این منظور، لنت‌های ترمزی با درصدهای مختلف پودر پوست گردو (0 تا 4 درصد وزنی) تولید شدند. فرایند ساخت شامل اختلاط دقیق مواد اولیه، قالب‌گیری و پخت در شرایط کنترل‌شده بود. به‌منظور بررسی خواص، آزمون‌های حرارتی (TGA, DTA) برای تحلیل رفتار تجزیه حرارتی و میزان کربن باقی‌مانده، آزمون ریزساختاری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای مشاهده توزیع و پیوستگی ذرات تقویت‌کننده و آزمون‌های مکانیکی سایشی برای ارزیابی مقاومت در برابر سایش و سختی سطح انجام شدند.
نتایج اصلی: نتایج نشان داد افزودن تا 3 درصد وزنی پودر پوست گردو موجب بهبود چشمگیر در پایداری حرارتی، افزایش تشکیل کربن باقی‌مانده و ایجاد ریزساختار یکنواخت شد. همچنین سختی سطح و مقاومت سایشی افزایش یافت و سایش غیریکنواخت کاهش پیدا کرد. بااین‌حال، مقادیر بالاتر از 3 درصد باعث افت محسوس مقاومت حرارتی، تشکیل نواحی متخلخل و تضعیف چسبندگی فاز زمینه و تقویت‌کننده شد که ناپایداری رفتار و افت کارایی سایشی را موجب شد. در جمع‌بندی، مقدار بهینه‌ی ۲ تا ۳ درصد وزنی پودر پوست گردو بهترین تعادل بین سختی، مقاومت سایشی و پایداری حرارتی را فراهم می‌آورد و به‌عنوان گزینه‌ای پایدار برای تولید لنت‌های ترمزی پیشنهاد می‌شود.

چکیده موضوع تحقیق: پلی‌پروپیلن (PP) پلیمری با قیمت مناسب و فرایندپذیری بالا است، اما اشتعال‌پذیری ذاتی، استفاده آن را در برخی کاربردهای صنعتی محدود می‌کند. در میان راهکارهای تأخیرانداز شعله، سامانه‌های گرماتورمی اهمیت زیادی دارند، اما نیاز به مقادیر بالای بارگذاری برای دستیابی به این خاصیت را دارند که به جریان‌پذیری و خواص مکانیکی لطمه می‌زند. این پژوهش با تکیه بر آمونیومپلی‌فسفات (APP) به‌عنوان بازدارنده اصلی و زینکبورات (ZnB) به‌عنوان هم‌افزا، به‌دنبال تعیین فرمول‌بندی بهینه و بررسی اثر آن بر شعله‌پذیری، جریان مذاب و خواص مکانیکی PP است.
روش تحقیق: آمیزه‌های پلیپروپیلنی با استفاده از اکسترودر دومارپیچه حاوی 30-20 درصد وزنی APP، و 3% وزنی ZnB تهیه شدند. نمونه‌ها به روش تزریق قالب‌گیری شدند. آزمون شعله عمودی UL-94، شاخص جریان مذاب (MFI)، آزمون کشش و مقاومت به ضربه برای تحلیل برهم‌کنش‌های فرایندی و عملکردی انجام شد.
نتایج اصلی: APP به‌تنهایی مقاومت در برابر شعله را بهبود داد، اما حتی با 30% وزنی به V-1 محدود شد. افزودن 3% ZnB هم‌افزایی مناسبی ایجاد کرد. نمونه‌های حاوی %25 آمونیومپلیفسفات و %3 زینکبورات به رتبه‌بندی UL-94 V-0 با خاموشی سریع و کاهش چکه‌کردن دست یافتند که بهدلیل تشکیل لایه زغالی متراکم بوده است. MFI نمونه‌ها بعد از بارگذاری‌ بیش از %25 افزودنی، کاهش یافت. حضور APP مقاومت به ضربه پلیپروپیلن را کاهش داد، اما افزودن ZnB در نمونه حاوی %25 وزنی APP استحکام ضربه را %12 بهبود داد و ازدیاد طول در نقطه شکست را بیش از دو برابر افزایش داد، درحالی‌که استحکام کششی در همان بازه باقی ماند. بهطورکلی، نتایج نشان داد سامانه آمونیوم‌پلی‌فسفات/زینکبورات می‌تواند در بستر پلی‌پروپیلن، تعادل مناسبی بین بازدارندگی شعله و خواص مکانیکی فراهم آورد و گزینه‌ای مناسب برای کاربردهای صنعتی و دوستدار محیطزیست باشد.

چکیده موضوع تحقیق: هدف از این تحقیق بهبود زیست‌سازگاری، فعالیت زیستی و خواص مکانیکی داربست‌های کامپوزیتی ژلاتین پوشش داده‌شده با پلی‌اتیلن‌گلیکول آلاییده‌شده با شیشه‌های زیست‌فعال حاوی روی و منیزیم است.
روش تحقیق: در این مطالعه برای مدل‌سازی تجربی و ارزیابی تأثیر متغیرهای مختلف و انتخاب ترکیب‌های بهینه از روش سطح پاسخ با دو متغیر مستقل نسبت وزنی PEG/Gel(X1) و درصد وزنی BG (X2) استفاده شد. پاسخ‌ها شامل استحکام نهایی، مدول یانگ، ازدیاد طول در شکست، درصد تورم، درصد فرسایش و درصد جذب رطوبت بوده است.
نتایج اصلی: شرایط بهینه برای به‌دست آوردن داربستی با خواص مکانیکی، زیست‌ سازگاری و تخریب پذیری مناسب تعیین شد. آزمون ANOVA برای به‌دست آوردن بهترین مدل برای توصیف چگونگی تأثیر هر یک از متغیر‌های مستقل بر پاسخ‌ها انجام شد و شرایط داربست بهینه بر اساس سطوح تعریف‌شده در نرم‌افزار مشخص شد. برای تحلیل گروه‌های عاملی موجود بر سطح نمونه‌ها از طیف FTIR استفاده شد و طیف FTIR از BGهای سنتزشده نوار ارتعاشی گسترده‌ای را در محدوده 900 تا cm-1 1100 نشان داد که به نوار کششی نامتقارن Si-O-Si اختصاص دارد. طیف FTIR کامپوزیت PEG/Gel/BG وجود BG در داربست‌های کامپوزیتی و برهم‌کنش بین ماتریس پلیمری و BG را تأیید کرد. افزایش مقدار BG نسبت به داربست پلیمری منجر به کاهش اندازه منافذ و در نتیجه موجب کاهش درصد تورم داربست شد. تأثیر درصد وزنی متغیر BG بر میزان استحکام کششی در مقایسه با نسبت وزنی PEG/Gel بیشتر بوده و استحکام کششی به‌دلیل برهم‌کنش خوب بین داربست پلیمری و BG و پراکندگی مناسب BG در ماتریس پلیمری به‌طور چشمگیری افزایش یافته است. تصاویر SEM بیانگر آن است که سلول‌ها به خوبی در میان داربست‌ها نفوذ کرده و شبکه سه‌بعدی مناسبی از سلول‌ها ایجاد شده است. سمیت سلولی، اتصال و تکثیر سلولی و تمایز استخوانی نیز توسط آزمون MTT و با کشت سلول‌های MG-63 بر داربست مورد ارزیابی قرار گرفت. زنده‌مانی سلولی تفاوت معنی‌داری بین نمونه مورد آزمایش و شاهد نشان نداد.

چکیده موضوع تحقیق: موضوع این پژوهش تهیه سه نوع داربست زیست‌تخریب‌پذیر از جنس پلی‌گلیسیرین سباسیک‌اسید- پلی‌کاپرولاکتون-دی‌اُل با جرم‌های مولکولی و غلظت‌های متفاوت پلیمر به‌عنوان سامانه‌های آهسته‌رهش است.

روش تحقیق: وزن‌های مولکولی مختلف PCL-diol طی فرایند پلیمری‌شدن حلقه‌گشا سنتز شدند. سپس با سباسیک‌اسید و گلیسرول واکنش داده شدند تا آب‌دوستی سامانه‌ها افزایش یابد. داروی تری‌فلونوماید در سامانه‌ها بارگذاری شد. سپس میزان رهایش دارو با غوطه‌وری در محیط شبیه‌سازی‌شده بدن (بافر فسفات 7.4pH = ) به روش کیسه دیالیز مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج اصلی : تحلیلFTIR ، حضور قله‌های استری، اتری و هیدروکسی در ساختار هر سه داربست 200 PGS-PCL-diol، PGS-PCL-diol 500 و PGS-PCL-diol 900را تأیید کرد. رفتار گرمایی داربست‌ها با روش TGA و DSC مورد شناسایی قرار گرفت و نتایج آن بیانگر این بود که داربست PGS-PCL-diol 900 نسبت به دو داربست دیگر 15 درصد کاهش وزن بیشتری داشته است. آزمون DMTA نشان داد که دمای انتقال شیشه‌ای PGS-PCL-diol 900 از دو داربست دیگر بیشتر بوده و بیشترین چگالی شبکه‌ای‌شدن نیز مربوط به همین داربست است. نتایج تحلیل تخریب‌پذیری نشان داد بالاترین درصد تخریب‌پذیری مربوط به داربست PGS-PCL-diol 500 است که در روز دوم به میزان 3.9 درصد سریع‌تر از دو نمونه دیگر و با درصد بالاتری تجزیه شده است. تصاویر SEM بیانگر آن است که سلول‌ها به‌خوبی در میان داربست‌ها نفوذ کرده و شبکه سه‌بعدی مناسبی از سلول‌ها ایجاد شده است. آزمون MTT نشان داد سلول روی داربست چسبیده و داربست دارای چسبندگی مناسبی است. در این تحقیق، داربست کامپوزیتی با ساختار سه‌بعدی به‌صورت فیلم طراحی و تولید شد و بدون کوچک‌ترین افزودنی شبکه‌ای‌ شد و در نهایت هریک از آزمون‌ها بر اساس تغییرات طول زنجیر پلیمری و جرم مولکولی داربست بررسی شد.

چکیده خلاصه
موضوع تحقیق: سرعت کند تخریب زیستی پسماندهای پلاستیکها، به خصوص انواع مختلف پلی‌اتیلن منجر به مشکلات بسیاری برای محیط زیست می‌شود. برای کاهش این معضلات، پرواکسیدانت‌ها به عنوان یک افزودنی به پلی‌اتیلن اضافه می‌شوند تا با تخریب نوری آن تخریب زیستی را تسریع کنند. در کنار پرو اکسیدانت‌ها، به نظر می‌رسد که فتوکاتالیست‌ها نیز می‌توانند بر روی تخریب نوری پلی‌اتیلن اثرگذار باشند که هدف این مطالعه نیز بررسی همین ایده است.
روش تحقیق: به منظور تسریع در تخریب کامپوزیت‌های LDPE با سلنید کادمیوم (CdSe) و فسفات‌تری نقره (Ag₃PO₄) به‌عنوان فتوکاتالیست و استئارات منگنز به‌عنوان پرو اکسیدانت از طریق اختلاط مذاب تهیه شدند و بصورت فیلم درآمدند . نمونه‌ها با نور مرئی و فرابنفش تحت تابش قرار گرفتند. آزمون‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آزمون حرارتی-‌ ‌مکانیکی-‌ دینامیکی (DMTA)، کالریمتری روبشی-‌‌تفاضلی (DSC) ، اندازه‌گیری‌های گرانروی‌سنجی و آزمون طیف سنجی مادن قرمز (FTIR) برای بررسی ریزساختار فیلم‌ها مورد استفاده قرار گرفتند.
یافته‌های تحقیق: طیف‌هایFTIR نشاندهنده افزایش قابل توجه در شاخص‌ کربونیل و شاخص وینیل برای نمونه‌های دارای فتوکاتالیست بودند. همچنین تصاویر SEM مربوط به این نمونه‌ها مؤید تخریب نوری بیشتر و همگون‌تر برای این نمونه‌ها نسبت به نمونه‌های بدون فتوکاتالیست بودند. آزمون‌های دینامیکی-مکانیکی- حرارتی نیز نشان داد که نمونه‌های پلی‌اتیلنی بدون افزودنی دارای مدول بالاتری نسبت به نمونه‌های دیگر بودند. هر چند به دلیل خواص هسته زایی ذرات فتوکاتالیست، بلورینگی آنها افزایش داشت. گرانروی نمونه‌های دارای فتوکاتالیست و پرواکسیدانت نسبت به پلی‌اتیلن خالص دچار کاهش شدید شد که نتایج مدلسازی نشان داد که این کاهش به دلیل تخریب زنجیره‌ها و کاهش جرم مولکولی آنها رخ داده است. در کل نتایج آزمون‌ها نشان داد که‌ترکیب فتوکاتالیست‌ها با پرو اکسیدانت‌ها اثر هم افزایی بر تخریب نوری LDPE دارد و روند تخریب آن را بسیار بیشتر از زمانی که فقط از پرواکسیدانت به تنهایی استفاده شود، تسریع می‌کند.

چکیده شلتوک برنج، یک زیست‌توده ارزان‌قیمت است که توانایی انباشت مقادیر قابل‌توجه سیلیکای بی‌شکل در بافت خود را دارد. فرایند استحصال این سیلیکا سبزتر از فرایندهای معمول تولید سیلیکای بی‌شکل است. در این پژوهش تأثیر عوامل فرآیندی استحصال سیلیکا از شلتوک برنج به روش رسوبی، به‌همراه یک کاربرد ویژه آن در صنعت لاستیک مورد مطالعه قرار گرفته است. در فرایند استحصال، ابتدا شلتوک برنج در فضای آزاد سوزانده شده و سپس در یک کوره الکتریکی به خاکستر سفید تبدیل شد که در مراحل بعدی به‌کمک سود سوزآور به محلول سیلیکات سدیم تبدیل شده و درنهایت سیلیکا از این محلول به‌کمک اسیدسولفوریک رسوب داده شده است. در این مطالعه تأثیر نسبت جامد به حلال ؟؟(g/g 17/0-03/0) و مدت‌زمان مرحله انحلال قلیایی (h 2-1) و تأثیر pH (9-5) و دما در مرحله ترسیب اسیدی (°C 90-25) بررسی شده است. نشان داده شده که یک نسبت جامد به حلال کم در مرحله انحلال قلیایی و یک pH اسیدی در کنار دمای ترسیب بالا برای حصول بیشترین راندمان تولید و به‌دست آوردن سیلیکایی بی‌شکل با خلوص بالا لازم است. سیلیکای رسوبی با درصد خلوص و شیمی مشابه با نمونه تجاری مورداستفاده در صنعت لاستیک (؟؟) اما مساحت سطح و حجم حفرات کمتر (؟؟) از نمونه تجاری تولید شد. همچنین مشخص شد که طولانی‌تر شدن مرحله انحلال قلیایی موجب افزایش اندک راندمان تولید می‌شود. سیلیکای تولیدشده، در سیستم چسبندگی لاستیک به الیاف (RFS) عملکرد بسیار نزدیک به نمونه تجاری را نشان داد که نشان‌دهنده توانایی بالای آن برای جایگزین شدن با انواع تجاری است که عمدتاً با فرایندهای با هزینه بیشتر و زیست سازگاری کمتر تولید می­شوند.

چکیده فوم­های پلاستیکی خوب طراحی شده از نقطه نظر چگالی سلول­ها و اندازه آنها ، باز یا بسته بودن و یکنواخت بودن سلول­ها، در کنار داشتن امتیاز هایی از قبیل مصرف مواد کمتر، ثبات ابعادی بالاتر، فرایندپذیری بهتر و کیفیت سطح مطلوبتر نسبت به پلاستیک های فوم نشده متناظر خود، می توانند خواص مکانیکی و فیزیکی برتری، مانند استحکام به وزن، استحکام به ضربه، خواص حرارتی و دی الکتریکی داشته باشند. چگونگی توزیع دما در نواحی مختلف اکسترودر، کمیت و کیفیت نانوذرات افزودنی و چگونگی توزیع آنها در زمینه پلیمر می توانند تاثیر چشمگیری در خصوصیات مکانیکی فوم های اکسترودر داشته باشند. در این تحقیق با استفاده از دستگاه اکسترودر، فوم‌های میکروسلولی پلی پروپیلن گرافت شده با مالئیک انیدرید با افزودن 3، 7 و 9% وزنی نانو رس اصلاح سطح شده، در سه شرایط دمایی اکسترودر تولید و اثر مواد و فرایندها در خواص مکانیکی مورد تحقیق قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که افزودن نانو رس موجب بهبود خواص مکانیکی فوم پلی پروپیلن گرافت شده با مالئیک انیدرید می شود. به عنوان مثال، نتایج نشان می دهد نمونه های درست شده حاوی 7% رس اصلاح شده سطحی، حدود 10 درصد مقاومت به ضربه یی بیشتری نسبت به نمونه های بدون نانو رس دارا می باشند. همچنین برای همین نمونه ها افزایش حدود 5 درصدی در مدول یانگ نسبت به سایر نمونه ها ثبت شده است. همچنین بررسی های ریزساختاری نمونه‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، نشان دهنده‌ی این است که افزودن نانو رس موجب یکنواخت شدن ساختار فوم و سلول های ریزتر می شود. در این تحقیق، کمترین اندازه متوسط سلولها (5/87 میکرومتر) و پایین ترین دانسیته فوم (3/0 گرم بر سانتی متر مکعب) برای نمونه حاوی 7% رس که در حالت کاری دو تولید شده بود ثبت گردید.

چکیده موضوع تحقیق: در میان کاتالیست‌های نرخ سوزش (BRCs) در کامپوزیت‌های پرانرژی، کاتالیست‌های بر پایه فروسنی عملکرد بهتری داشته ولی دارای مشکلاتی همچون فراریت است. از این رو استفاده از مشتقات فروسنی با هدف سازگارگردن با پیش‌پلیمر پلی­بوتادی­ان خاتمه­یافته با هیدروکسیل (HTPB) اخیراً در پژوهش‌های مرتبط با این حوزه مورد توجه قرار گرفته است.
روش تحقیق: در این پژوهش در بخش اول، مونومر وینیل فروسن (VFM) در سه شرایط مختلف با و بدون بنزوئیل پراُکساید (BPO) به عنوان آغازگر و با درصدهای مختلف مونومر وینیل فروسن) در حضور HTPB، به صورت درجا پلیمریزه شده تا پلی­(وینیل فروسن) (PVF) تهیه گردد. سپس، آلیاژهای PVF/HTPB حاصل با استفاده از آزمون‌های FT-IR، ¹H NMR و GPC شناسایی شدند. در بخش دوم این پژوهش، کامپوزیت­های‌ پرانرژی حاوی آلیاژ PVF/HTPB تهیه و خواص حرارتی آن‌ها توسط آزمون TGA با کامپوزیت­های‌ پرانرژی حاوی کاتالیست­های رایج مقایسه شد.
نتایج اصلی: نتایج GPC نشان داد که پیک اصلی بزرگ‌تر و پهن‌تر شده است که به علت افزایش میزان متوسط وزن‌ مولکولی در آلیاژ PVF/HTPB­ باشد. نتایج حاصل از مقایسه حرارتی نشان داد که کامپوزیت‌های پرانرژی برپایه آلیاژ PVF/HTPB نسبت به کاتالیست‌های مرسوم عملکرد بهتری داشته و دمای تجزیه آمونیوم پرکلرات (AP) را بیشتر کاهش داده است. آلیاژ PVF/HTPB به عنوان یک کاتالیست نرخ سوزش در کامپوزیت‌های پرانرژی عمل می‌کند به نحوی که به رفع مشکل مهاجرت نیز به سبب آلیاژسازی درجا VFM به HTPB کمک نماید.

چکیده حساسیت رسانایی الکتریکی کامپوزیت‌های لاستیکی حاوی پرکننده‌های رسانا به کرنش‌های تورمی، پدیده‌ای است که می‌تواند موجب توسعه حسگرهای تشخیص نوع و یا نشتی مایعات هیدروکربنی شود. تغییر ساختار شبکه پرکننده در کامپوزیت رسانای متورم شده، کاهش فراوانی تونل زنی ذرات رسانا و اتصال آنها به یکدیگر را درپی دارد. این رفتار می‌تواند علامتی برای سیستم آشکارساز حلال یا سوخت هیدروکربنی در حس‌گرهای انعطاف‌پذیر باشد. در این تحقیق نمونه‌های کامپوزیت نیتریل/گرافیت با غلظت‌های 20، 30، 40، 50، 60، 70 و phr80 از ذرات گرافیت تهیه و مشخصات الکتریکی آنها اندازه‌گیری شد. تغییر مقاومت الکتریکی نمونه‌های لاستیک نیتریل/گرافیت در ازای افزایش محتوی ذرات گرافیت، مواجهه با تولوئن و تکرار دوره‌ای فرایند تورم/ بازیابی برای هر نمونه بررسی گردید. حساسیت کامپوزیت‌های حاوی غلظت‌های بالاتر از آستانه همپوشانی phr 5/53 از ذرات گرافیت به تغییرات رسانایی ناشی از پدیده تورم برای کاربری حسگری مناسب است. همچنین تغییرات افزایشی مقاومت الکتریکی نمونه‌های غوطه‌ور در حلال تولوئن اندازه گیری و مشاهده شد که همه نمونه‌ها در نهایت به عایق الکتریکی تبدیل شدند. به منظور مطالعه تکرارپذیری عملکرد سنسور، نمونه‌های با غلظت 60، 70 و phr 80 برای سه دوره متورم و بازیابی شدند، که رسانایی نمونه قبل از تورم دوم و سوم نسبت به رسانایی قبل از تورم اول کمتر است. این اختلاف در نمونه حاوی phr 80 ذرات گرافیت بسیار ناچیز است. روند تغییر مقاومت الکتریکی در تورم دوم نسبت به تورم اول تفاوت قابل ملاحظه‌ای دارد. ولی این تفاوت بین دومین و سومین تکرار تورم کمتر است. این پدیده برای هر سه نمونه اتفاق افتاده است که می‌تواند به فرایند مولینز تشبیه شود.

چکیده افزایش ضایعات پلاستیکی صنعت بسته­ بندی و نگرانی­ ها درباره­ ی مشکلات زیست محیطی آن­ ها، استفاده از زیست ­پلیمرها را مورد توجه محققان بسیاری قرار داده است. بنابراین تهیه فیلم­ های زیست­ تخریب ­پذیر ارزان با خواص مطلوب، به منظور استفاده در صنعت بسته ­بندی می­تواند چالشی جذاب تلقی شود.
در پژوهش حاضر آمیخته­ هایی سه­ تایی بر پایه پلی ­لاکتیک اسید (Poly (Lactic Acid), PLA) بر مبنای طراحی آزمایش (روش مخلوط) تهیه شد. بدین منظور، ابتدا نشاسته ترموپلاستیک (Thermoplastic Starch, TPS) با استفاده از 28 درصد وزنی سوربیتول (Sorbitol) و 14 درصد وزنی گلیسرول (Glycerol) تهیه شد. سپس با استفاده از روش اختلاط مذاب (Melt Mixing)، آمیخته ­ها­ی سه­ تایی پلی­ لاکتیک اسید/ پلی­ کاپرولاکتون (Poly (Caprolactone), PCL)/ نشاسته ترموپلاستیک در ترکیب درصدهای مختلف تهیه شدند. آزمون­ های مورفولوژیکی، فیزیکی (کشش و تراوایی بخار آب)، زیست­ تخریب ­پذیری و هم­چنین رئولوژیکی بر روی نمونه­ ها انجام شد. در پایان نمونه ­ی بهینه با استفاده از نرم­ افزار Minitab تعیین شد.
با بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترون روبشی، ناسازگاری و جدایی فازی در آمیخته­ ها مشاهده شد. با افزایش مقادیر PCL و TPS، به ترتیب افزایش انعطاف­ پذیری به دلیل اثر نرم­ کنندگی (Plasticization Effect) PCL و کاهش خواص مکانیکی مشاهده شد. نتایج آزمون عبورپذیری نشان داد که نمونه­ های حاوی مقادیر کمتر از TPS، به ­دلیل ماهیت آب­ دوستی، و بیشتر از PCL، به ­دلیل افزایش بلورینگی زمینه، دارای تراوایی بخار آب کمتری بودند. هم­چنین تأثیر TPS در آزمون زیست­ تخریب­ پذیری کاملاً مشخص شد، بدین­ گونه که نمونه­ ی حاوی 35 درصد وزنی TPS، حدود 50 درصد از وزن خود را در مدت 14 هفته از دست داد. در انتها نمونه­ ی 25/25/50 (PLA/PCL/TPS) به­ عنوان نمونه­ ی بهینه توسط نرم ­افزار Minitab انتخاب شد. نتایج نشان دادند که فیلم­ های فرمول ­بندی شده در این تحقیق قابلیت استفاده در مواد بسته­ بندی زیست­ تخریب ­پذیر با خواص مکانیکی و سدگری مناسب را دارند.

چکیده فنرهای لاستیکی لاستیک اتیلن-پروپیلن دی ان مونومر (EPDM) با ساختاری اسفنجی باید علاوه بر مانایی فشاری مطلوب، از مقاومت پارگی قابل قبولی بهره‌مند باشند. معمولا تقویت هر یک از این خواص به تضعیف خاصیت دیگر منجر می‌شود. تامین هم‌زمان مقدار بهینه‌ این دو خاصیت در آمیزه‌ فنر لاستیکی، نیازمند ارزیابی عوامل موثر از طریق انجام آزمون‌های متعدد است. بنابراین در این پژوهش طرح آزمونی بر مبنای تکنیک‌ تحلیل آماری برای طراحی فرمولاسیون بهینه در ازای کاهش تعداد آزمون‌‌های لازم ارائه شد. بر این ‌اساس تاثیر چهار عامل: 1- درصد وزنی کائوچوی طبیعی (NR) در لاستیک پایه، 2- مقدار اکسید روی (ZnO)، 3- مقدار دی‌کیومیل پراکسید (DCP)‌ و 4- مقدار اتیلن گلیکول دی‌متاکریلات (EDMA) بر نسبت مقاومت پارگی به مانایی فشاری (به‌عنوان معیار طراحی، Q‌) تعیین شد. تحلیل نتایج نشان داد که مقدار DCP با سهم تاثیر 93/66 درصد، موثرترین عامل در طراحی آمیزه فنر لاستیکی است. همچنین مشخص شد که طراحی سیستم پخت، راه حل بهینه‌سازی هم‌زمان بیشینه انرژی پارگی وکمینه مانایی فشاری آمیزه است. تحلیل‌ آماری پیش‌بینی کرد که فرمولاسیون بهینه‌ حاوی 60 درصد وزنی NR و 1، 4 وphr‌ 2 به ‌ترتیب از عامل‌های DCP، ZnO و EDMA است. نتایج آزمون‌های تجربی، مقدار Q پیش‌بینی شده برای شرایط بهینه را تایید کرد.

چکیده با توجه به پژوهش­های انجام‌شده روی رفتار شیمی-رئولوژیکی ماده مرکب پرانرژی، دوغاب ماده مرکب پرانرژی بر‌پایه HTPB باید در پایان اختلاط دارای گرانروی مناسبی جهت سهولت ریخته‌گری باشد. به‌عبارت‌دیگر بازه زمانی موجود برای ریخته­گری ماده مرکب پرانرژی پس از افزودن عامل­پخت را عمرکاربری گویند. عمرکاربری طولانی برای سیستم محمل HTPB به‌منظور سهولت فرآیند­پذیری و تولید توده ماده مرکب پرانرژی بدون نقص ضروری می­باشد. در کنار عمرکاربری بالا بایستی به خواص فیزیکی-مکانیکی ماده مرکب پرانرژی بر‌پایه HTPB نیز توجه کرد. در پژوهش حاضر اثر نوع (ساختار) عامل پخت، دمای ریخته‌گری و مقدار کنشیار پخت DBTDL، بر رفتار شیمی-رئولوژیکی سیستم محمل و خواص فیزیکی-مکانیکی مواد مرکب­ پرانرژی بر پایه HTPB مورد بررسی قرار گرفت. سه نوع عامل پخت TDI، IPDI و HDI انتخاب شدند تا اثر ساختار مولکولی بر عمرکاربری سیستم محمل و دوغاب آن و همچنین بر خواص مکانیکی مواد مرکب پرانرژی بررسی شود. همچنین، دماهای ˚C 40، 50 و 60 جهت بررسی اثر دمای ریخته‌گری بر رفتار شیمی-رئولوژیکی در نظر گرفته شدند. نتایج بررسی اثر دما نشان داد با هر ˚C 10 کاهش دمای ریخته‌گری، حدود min 10 عمرکاربری سیستم محمل (IPDI و TDI) افزایش می‌یابد. عمرکاربری سیستم محمل و دوغاب ماده مرکب­ پرانرژی برپایه IPDI در حضور مقدار بهینه از کنشیار DBTDL (% 005/0)، در دماهای یکسان نسبت به دو عامل پخت دیگر، طولانی­ترین عمرکاربری را ارائه کرد. بر اساس نتایج، الاستومر و ماده مرکب­ پرانرژی بر پایه IPDI بیشترین چگالی اتصالات عرضی را نسبت به سایر عوامل پخت دارد؛ همچنین ماده مرکب پرانرژی بر پایه IPDI بیشترین مدول و چگالی اتصالات عرضی را با حفظ استحکام کششی و ازدیاد طول مناسب، نسبت به سایر عوامل پخت دارد.

چکیده هیدروژل ابر جاذب، پلیمری آبدوست با شبکه سه بعدی است که قابلیت جذب و نگهداری مقادیر زیادی آب و محلول­های آبی را دارد. از طرفی کیتوسان به­عنوان پلیمری زیست تخریب‌پذیر و غیرسمی با وزن مولکولی بالا بطور گسترده­ای در ساخت هیدروژل­های ابرجاذب استفاده شده­است. در طی این پژوهش، از طریق سنتز نانوهیدروژلی از کیتوسان به­همراه آکریلیک اسید، به­عنوان مونومر جاذب آب، و نانوذرات نقره، چگونگی و تاثیر افزودن نانوذرات نقره بر ویژگی­ جذب آب نانوهیدروژل بررسی­شد. هیدروژل کیتوسان–آکریلیک اسید با استفاده از روش پلیمریزاسیون رادیکالی ساخته­شد و پس از آن نانوهیدروژل کیتوسان– آکریلیک اسید با استفاده از روش فراصوت تهیه­شد. نانوهیدروژل ساخته­شده با درصدهای 0، 1، 5/1 و 2 درصد بر سطح نمونه­های کاغذ تیمار شد. جهت تعیین گروه­های عاملی از آنالیز طیف­سنجی مادون قرمز FTIR و همچنین برای تعیین اندازه ذرات از روش پراکندگی نور دینامیکی (DLS) استفاده­شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) پوشش هیدروژل بر سطح کاغذ را نشان­داده و آزمون­های جذب آب اثبات کرد که، با افزودن نانوهیدروژل بر سطح کاغذ میزان جذب آب از 3/64% در نمونه شاهد به 5/95% در نمونه کاغذی اندودشده با 5/1 درصد هیدروژل، افزایش­یافت. در آنالیز DLS اندازه ذرات بین 50 تا 100 نانومتر نیز مشاهده­گردید و آنالیز FTIR گروه­های عاملی موجود در نانوهیدروژل را تاییدکرد. در نهایت نشان داده­شد که افزودن نانوذرات نقره، کمک موثری به تشکیل ساختار سه بعدی هیدروژل کرده و خاصیت جذب آب را در نانوهیدروژل از g/g ±10 130 به g/g ±7 232 افزایش­داد.

چکیده
کنتــرل بیماریهــای باکتریایــی ماهیــان همــواره یکــی از مهمتریــن مشــکالت آبــزی پــروران در طــی سـالهای اخیـر بـوده اسـت. از ایـن رو، اسـتفاده از ترکیبـات ضـد میکروبـی جدیـد بـا حداقـل عـوارض مرسـوم گردیـده اسـت. در ایـن پژوهـش بـا اسـتفاده از روش اسـیدی-گرمایی سـاختار بنتونیـت اصـاح گردیـد، سـپس مبـادرت بـه سـاخت هیبریـد کیتـوزان و بنتونیـت اصـاح شـده گردیـد. سـاختار ترکیبات بـا اسـتفاده از روش طیفسـنجی تبدیـل فوریـه مـادون قرمـز )FTIR ،)میکروسـکوپ الکترونـی روبشـی نشـر میدانـی)SEM-FE )و طیفسـنجی پـراش انـرژی پرتـو ایکـس )EDX )مطالعـه گردیـد. مطالعـه ضـد باکتریایـی ترکیبـات بـر باکتـری گـرم منفـی آئرومونـاس هیدروفیـا در شـرایط آزمایشـگاهی بـا دو روش دیسـکی و مایکرودایلوشـن مـورد بررسـی قـرار گرفـت. نتایـج روش دیسـکی نشـان داد کـه ترکیبـات سـاخته شـده دارای خاصیـت ضـد باکتریایی در شـرایط آزمایشـگاهی علیـه باکتـری آائروموناس هیدروفیـا بودنـد. بنتونیـت اصـاح شـده بـا روش اسـیدی-گرمایی دارای قطـر هالـه عـدم رشـد برابـر بــا 11/0 ± 16/11 و هیبریــد کامپوزیــت کیتوزانــی برابــر بــا 12/0 ±54/8 بــود. بــرای تعییــن قــدرت ضدمیکروبـی )MIC و MBC )از روش مایکرودایلوشـن و شـمارش کلونـی در محیط کشـت اگار اسـتفاده گردیـد. نتایـج نشـان داد کـه ترکیـب اصـاح شـده بـا روش اسـیدی گرمایـی دارای MBC بـه میـزان 57/28 و 28/14 میلیگــرم بــر لیتــر بــرای باکتــری آئرومونــاس هیدروفیــا در ده دقیقــه و ســی دقیقــه بودنـد. بـرای کامپوزیـت کیتـوزان و بنتونیـت اصـاح شـده دارای MBC بـه میـزان 28/14 میلیگـرم بـر لیتـر بـرای باکتـری آئرومونـاس هیدروفیـا در ده و سـی دقیقـه بودنـد. نتایـج نشـان داد کـه ترکیبـات اصـاح شـده بنتونیتـی و کامپوزیتـی سـاخته شـده دارای اثـرات ضـد میکروبـی قـوی بـوده و قابلیـت حــذف عوامــل بیماریریــزا را در شــرایط آزمایشــگاهی داشــته و میتواننــد بــه عنــوان ترکیبــات جدیــد بهمنظــور کنتــرل عوامــل بیمــاریزا در سیســتمهای پرورشــی مــورد اســتفاده قــرار گیرنــد.

چکیده در این پژوهش اثر مقادیر مختلف دو نوع کاتالیست پخت رایج دی­بوتیل تین دی­لورات (DBTDL) و تری­فنیل بیسموت (TPB) و نسبت‌های مختلف NCO/OH (R) بر عمر کاربری و خواص فیزیکی سیستم بایندر پلی‌یورتانی بر پایه پلی­بوتادین خاتمه­یافته با هیدروکسیل (HTPB) مورد بررسی قرار گرفته است. با افزایش مقدار کاتالیست پخت برای هر دو نوع کاتالیست، سرعت افزایش ویسکوزیته سیستم بایندر بیش‌تر می‌گردد. همچنین با افزایش مقدار R از 8/0 تا ۱ سرعت افزایش ویسکوزیته و دانسیته اتصالات عرضی زیاد می‌شود. سیستم‌ بایندر برپایه ایزوفرون دی­ایزوسیانات (IPDI) دو مرحله مجزا افزایش ویسکوزیته با دو ثابت سرعت متفاوت را نشان می­دهد که این امر به حضور دو نوع گروه ایزوسیانات با واکنش‌پذیری‌های متفاوت در ساختار مولکولی این عامل پخت نسبت داده می‌شود. در ادامه خواص فیزیکی و تورم نمونه‌های بایندر مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس این نتایج، بایندری که دارای بیش‌ترین دانسیته اتصالات عرضی است، دارای کم‌ترین میزان تورم هم می‌باشد. مقدار عمر کاربری از R 1 به 1/1، بر خلاف انتظار افزایش می­یابد. در هنگام استفاده از کاتالیست DBTDL، اثر تفاوت واکنش‌پذیری بین دو گروه ایزوسیانات IPDI به وضوح قابل تشخیص است ولی زمانی که از کاتالیست پخت TPB استفاده می­شود این تفاوت مشاهده نمی­شود.

چکیده چسبندگی در فصل مشترک قطعات رابر به فلز از اهمیت به سزایی برخوردار است. کارایی بهینه این نوع چسبندگی به استحکام چسبندگی بین آمیزه رابری و سطح فلز و پیوستگی آمیزه بستگی دارد. افزودنی های رزینی و حضور ذرات سیلیکا نقش متفاوتی بر بهبود چسبندگی دارند. برای ارزیابی تأثیر افزودنی ها از آزمون های کششی و پوست کنی 90 درجه استفاده شده است. بنابر نتایج حضور phr 15 از رزین فنول فرمالدهید موجب افزایش 17 درصدی چسبندگی رابر به فلز و موجب کاهش 43 درصدی در استحکام کششی آمیزه شده است. از طرفی مشاهده شد که حضور phr 5 رزین هگزا متوکسی متیل ملامین در کنار رزین فنول فرمالدهید توانسته چسبندگی رابر به فلز را به میزان 137 درصد بهبود دهد در حالی که افت خواص کششی آمیزه به 12 درصد کاهش یافته است. این در حالیست که افزودن phr 5 اروزیل در کنار رزین های ذکر شده توانسته افزایش چسبندگی را به 175 درصد برساند و استحکام کششی خود را همانند حالت بدون ارزویل حفظ کند.