پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر

چکیده موضوع تحقیق: این پژوهش به بررسی اثر نرم‌کننده‌های پلیمری بر پایه پلی(بوتیل‌آکریلات) (PBA) بر عملکرد فیلم‌های پلی(وینیل‌کلرید) (PVC) پرداخته است. هدف اصلی، سنتز و ارزیابی نرم‌کننده‌های کوپلیمر شانه‌ای PVC-g-PBA با زنجیره‌های PBA با طول‌های مختلف و بررسی تأثیر آن‌ها بر ریزساختار، خواص مکانیکی و پایداری فیلم‌های PVC بوده است.
روش تحقیق: زنجیره‌های PBA با درصدهای مولی مختلف (۴۰ تا ۸۰ درصد) از طریق پلیمری‌شدن رادیکالی کنترل‌شده به روش انتقال اتم (ATRP) به زنجیره‌های PVC پیوند زده شدند. ریزساختار کوپلیمرهای سنتزشده با استفاده از طیف‌سنجی فروسرخ (FT-IR) و رزونانس مغناطیسی هسته پروتون (1H-NMR) تأیید شد. سپس، این کوپلیمرها به‌عنوان نرم‌کننده (با درصد وزنی 22%) در ساخت فیلم‌های PVC استفاده شدند. خواص مکانیکی (تنش تسلیم و کرنش شکست)، مورفولوژی (به‌کمک آزمون پراش پرتو ایکس (WAXD)) ، پایداری نرم‌کننده در ماتریس PVC (آزمون استخراج) و رفتار حرارتی-دینامیکی (به کمک آزمون دینامیکی-مکانیکی حرارتی (DMTA)) مورد ارزیابی قرار گرفت.
نتایج اصلی: افزایش درصد مولی PBA در کوپلیمرها منجر به کاهش تنش تسلیم از 53 به ۱۰ مگاپاسکال و افزایش چشمگیر کرنش شکست از 9 به %162 شد، که نشان‌دهنده بهبود انعطاف‌پذیری فیلم‌های PVC است. نتایج WAXD نشان داد که با افزایش درصد مولی PBA (تا %۶۳)، نظم زنجیره‌ها افزایش یافته، اما در درصدهای بالاتر (%۷۳)، بلورینگی کاهش می‌یابد که ناشی از ماهیت آمورف PBA است. آزمون استخراج، پایداری بالای نرم‌کننده‌های سنتز شده در ماتریس PVC را پس از ۲۴ ساعت تأیید کرد. تحلیل DMTA نشان‌دهنده تغییر دمای انتقال شیشه‌ای بین فازها با افزایش ترکیب درصد PBA بود. نرم‌کننده‌های سنتزشده در مقایسه با نرم‌کننده متداول DOP، عملکرد مکانیکی بهتری داشته و به‌عنوان جایگزینی مناسب با پایداری بالا در ماتریس PVC پیشنهاد شدند.

چکیده موضوع تحقیق: این تحقیق از رویکرد جدیدی برای سنتز پلی‌سولفید مایع استفاده می‌کند. استفاده از 1و2و 3 تری‌کلروپروپان (TCP) به‌عنوان عامل شبکه‌کننده پلی‌سولفید مایع، به‌دلیل سمیّت زیاد و خطر سرطان‌زایی یکی از محدودیت‌های سنتز پلی‌سولفید مایع است. در این پژوهش از گلوتارآلدئید (GLH) به‌دلیل ایمن‌تر بودن نسبت به TCP به‌عنوان عامل شبکه‌کننده استفاده شده است.
روش تحقیق: پلی‌سولفید مایع از طریق واکنش تعلیقی سطحی بیس (2-‌کلرواتیل‌) فرمال با تترا سولفید سدیم (Na2S4) در حضور گلوتارآلدئید (GLH) به‌عنوان عامل شبکه‌کننده تهیه شد. همچنین مونومر آلی، بیس (2- ‌کلرواتیل‌) فرمال از طریق واکنش اتیلنکلروهیدرین با پارافرمالدئید تهیه شده است. سنتز و خلوص مونومر آلی با آزمون‌های طیف‌سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) و سوانگاری گازی-طیف‌سنجی جرمی (GC-MS) مشخصه‌یابی شده است. در ادامه پلی‌سولفید مایع سنتز شده با استفاده از آزمون‌های FTIR، گرانروی‌سنجی، آزمون لایه‌برداری (T-peel)، آزمون کشش و سختی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. در این مطالعه از GLH در ترکیب درصد‌های متفاوت در پلی‌سولفید مایع استفاده شده و تأثیر ترکیب درصد GLH بر خواص جریان‌پذیری، مکانیکی و چسبندگی پلی‌سولفید مایع بررسی شده است.
نتایج اصلی: گرانروی پلی‌سولفید مایع حاوی 1.5 تا 2 درصد وزنی GLH (LP-3 و LP-4)، به‌ترتیب مقادیر 6800 و 11000 میلی پاسکال ثانیه بوده است که نسبت به نمونه‌های حاوی 0.5 تا 1 درصد وزنی GLH (LP-1 و LP-2) با گرانروی‌های به‌ترتیب برابر با 3900 و 4100 میلی‌پاسکال ثانیه، مقادیر بیشتری داشته‌‌است. همچنین نمونه‌های LP-3 و LP-4 استحکام کششی بیشتری نسبت به نمونه‌های LP-1 و LP-2 داشته‌اند. همچنین چسبندگی به فلز در نمونه‌های LP-1 و LP-2 بیشتر از نمونه‌های LP-3 و LP-4 بوده است. ترکیب درصد بهینه استفاده از GLH با توجه به نتایج خواص کششی و سختی، 1.5 تا 2 درصد وزنی است؛ اما با توجه به گرانروی بالای پلی‌سولفید مایع حاوی 2 درصد وزنی GLH (LP-4) و سیالیت ناکافی این نمونه در دمای اتاق در زمان استفاده به‌عنوان درزگیر و همچنین چسبندگی ضعیف نمونه LP-4، در نهایت نمونه‌های LP-2 و LP-3 مناسب‌ترین ترکیب درصد از نظر مقادیر گرانروی، سختی، استحکام کششی و استحکام لایه‌برداری، برای تهیه پلی‌سولفید مایع ایمن برای کاربرد درزگیر هستند.

چکیده موضوع تحقیق: در این پژوهش، نمونه‌های کوپلی‌استرهای خطی و شاخه‌ای پلی بوتیلن سوکسینات - اتیلن ترفتالات (PBSET) تهیه گردیدند. اثر شاخه‌ای شدن بر ساختار و خواص کوپلی‌استر مطالعه شد. چنین کوپلی‌استرهایی، که بخش عمده آنها پلی‌استر آلیفاتیک است، دارای کاربردهای زیستی می‌باشند. افزودن بخش آروماتیکی و همچنین شاخه‌ای شدن تاثیر مهمی بر خواص دارد.
روش تحقیق: کلیه کوپلی‌استرها با روش دو مرحله‌ای استری‌شدن و تراکمی شدن تهیه شدند. نمونه‌ها در یک تجهیز آزمایشگاهی سنتز شدند. ابتداء در مرحله استری‌شدن، دو نوع پیش‌پلیمر بطور مجزا تولید گردیدند.. سپس در مرحله تراکمی‌شدن به مقدار لازم پیش‌پلیمرها در رآکتور ریخته شده و پس از افزودن کاتالیست و پایدارکننده گرمایی، واکنش انجام شد. پنتااریتریتول (PER) و تری‌ملیتیک انیدرید (TMA) بعنوان عوامل شاخه‌ای استفاده شدند. ساختار با استفاده از ATR-FTIR و ¹³CNMR، بلورینگی با XRD و خواص مکانیکی مطالعه شدند. مشاهده گردید که حتی مقدار کم عامل شاخه‌ای، خواص را تغییر می‌دهد. در این تحقیق، 0.4 درصد مولی از PER و 0.4 و 0.6 درصد مولی از TMA استفاده شدند.
نتایج اصلی: اندازه‌گیری ویسکوزیته ذاتی نشانگر آن است که جرم مولکولی بالا، حدود g/mol 38000 حاصل شده است. بررسی طیف‌های ATR-FTIR نشانگر سنتز پلی‌استر است. در طیف‌های ¹³CNMR می‌توان کربن‌های مولکول‌های عامل شاخه‌ای را نیز مشاهده نمود. لذا، طیف‌های ¹³CNMR بیانگر حضور عامل شاخه‌ای در ساختار پلیمر است. مبتنی بر نتایج XRD، شاخه‌اشدن تاثیر جدی بر نوع بلورینگی نداشته اما مقدار بلورینگی کاهش یافته است. افزودن عامل شاخه‌ای تغییر بسیاری در منحنی تنش-کرنش ایجاد نمود. مشاهده گردید که افزایش طول در شکست و تنش در شکست افزایش چشمگیری داشته و بترتیب تا 400% و 200% افزایش نشان می‌دهند. بدین ترتیب، کوپلی‌استر شاخه‌ای با عامل‌های TMA و PER تهیه شده و ضمن مطالعه ساختار و بلورینگی، خواص مکانیکی نیز ارائه گردید.

چکیده موضوع تحقیق: سیستم بایندر برپایه پلی‌بوتادین خاتمه‌یافته با گروه هیدروکسیل (HTPB)، شامل دی‌اکتیل سباسات به عنوان نرم‌کننده (DOS) و تولوئن دی‌ایزوسیانات به عنوان عامل پخت می‌باشد. واکنش بین گروه هیدروکسیل رزین HTPB با گروه ایزوسیانات عامل پخت تولید شبکه پلی‌یورتانی می‌کند تا منجر به تولید یک لاستیک با خواص مطلوب شود. در این کار پژوهشی بررسی خواص رئولوژیکی و مکانیسمی سیستم بایندر در حضور سه ماده شیمیایی به عنوان تأخیرانداز پلیمریزاسیون تشکیل پلی‌یورتان شامل اگزالیک اسید، مالئیک اسید و تتراسایکلین انجام و خواص فیزیکی آنها بررسی و مقایسه شد.
روش تحقیق: اگزالیک اسید، مالئیک اسید و تتراسایکلین با مکانیسم‌های ویژه‌ای خواص سیستم بایندر را تغییر می‌دهند. اگزالیک اسید و مالئیک اسید در واکنش با گروه ایزوسیانات عامل پخت تولید آمید کرده و گرانروی سیستم بایندر را کاهش می‌دهند. تتراسایکلین نیز با توجه به ساختار شیمیایی خود، با عامل پخت وارد واکنش شده و از پیشرفت واکنش اصلی که بین رزین HTPB و عامل پخت TDI است، جلوگیری کرده و در نتیجه باعث کاهش گرانروی می‌شود. همچنین برای بررسی مکانیسم عملکردی این ترکیبات از طیف‌سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FT-IR) استفاده شد. در این طیف‌سنجی شدت طیف‌های مربوط به هر نمونه با یکدیگر مقایسه و نوع عملکرد و مکانیسم هر کدام از تأخیراندازهای اگزالیک، مالئیک اسید و تتراسایکلین مشخص شد. خواص سختی و تورم نیز برای نمونه‌ها اندازه‌گیری و مقایسه شد.
نتایج اصلی: نوع ساختار محصول واکنش بین رزین HTPB و تأخیراندازهای اگزالیک اسید، مالئیک اسید و تتراسایکلین با عامل پخت توسط FT-IR مشخص و تایید شد. بررسی طیف‌های FT-IR درجا نشان داد شدت پیک ایزوسیانات بعد از گذشت 60/90 دقیقه کاهش پیدا می‌کند. بررسی رفتار شیمی‌رئولوژیکی نشان داد که به طورکلی در غلظت 05/0% بهترین عملکرد از تأخیراندازها مشاهده می‌شود و در بین این سه؛ به ترتیب تتراسایکلین با حدود 54%، اگزالیک اسید با حدود 48% و مالئیک اسید با حدود 47% بیشترین میزان کاهش در افزایش ویسکوزیته را داشته است. افزودن 05/0% از تتراسایکلین به سیستم بایندر احتمالاً به علت درگیری بیشتر با عامل پخت منجر به کاهش حدود 20% دانسیته اتصالات عرضی شده که نشان‌دهنده عملکرد بهتر این ماده به عنوان تأخیرانداز واکنش می‌باشد.

چکیده موضوع تحقیق: در ایﻦ ﭘﮋوﻫﺶ روش ﺳﻨﺘﺰ رزیﻦ ﻓﻨﻮل ﻓﺮﻣﺎﻟﺪﻫﯿﺪ که می‌تواند در صنعت چوب و نئوپان کاربرد داشته باشد ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻰ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ. این رزین به دو صورت نوولاک و رزول تهیه می شود که با تغییر شرایط واکنش محصولات متفاوتی تشکیل می شوند. رزول به عنوان چسب مایع در صنعت چوب و نئوپان استفاده می شود.
روش تحقیق: عوامل ﻣﺨﺘﻠﻔﻰ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻧﺴﺒﺖ ﻣﻮﻟﻰ ﻓﺮﻣﺎﻟﺪﻫﯿﺪ ﺑﻪ ﻓﻨﻮل،pH محیط واﮐﻨﺶ، دﻣﺎ و زﻣﺎن واﮐﻨﺶ و مقدار خروج آب حاصل از واکنش در سنتز رزین رزول و خواص محصول نهایی موثر می‌باشند. سنتز این ماده در شرایط واکنشی با نسبت مولی ﻓﺮﻣﺎﻟﺪﻫﯿﺪ ﺑﻪ ﻓﻨﻮل از 1/84 تا 2/50،pH محیط واﮐﻨﺶ از 4/0 تا 10/85، دمای واکنش از 80 تا C^◦ 100، زمان واکنش از 0/5 تا 4 ساعت و مقدار آب حاصل خروجی بر حسب عدد بدون بعد دی هیدراتاسیون 0/18 تا 1/02 انجام شد.
نتایج اصلی: نتایج نشان دادند که بیشترین زمان پایداری محصول به مدت 18 روز با نسبت مولی 2، محیط قلیایی در pH 9 تا 10، دمای90 تا C^◦ 95 و زمان واکنش2 ساعت به دست آمد. علاوه بر این گرانروی، چگالی، زمان ژلینگی و درصد جامدات در محصول به ترتیب cP 180،g/cm³ 1/224،S 30 و 51/20% حاصل شدند. با افزودن دی اتیلن گلایکول و اوره خواص محصول بهینه شد. با افزودن 8% دی اتیلن گلایکول زمان پایداری به 105 روز افزایش یافت و با افزودن 4% اوره میزان فرمالدهید آزاد در محصول به 1/29%کاهش یافت. با توجه به خواص محصول تولید شده می توان برای تولید انبوه رزین از شرایط واکنش به دست آمده استفاده نمود.

چکیده موضوع تحقیق: پرتو­درمانی خارجی یک روش اصلی برای درمان سرطان است. برای این­که پرتو­های ساطع ­شده تنها به سلول­های سرطانی تابیده شوند، از ماسک­هایی جهت تثبیت بدن بیمار در موقعیت مناسب استفاده می­ شود تا در هنگام پرتودرمانی پرتو­های تابیده شده به بافت­ های سالم بدن بیمار نرسد. با توجه به ویژگی های منحصربه ­فرد این ماسک ­ها، برای تولید آن­ها باید از مواد مناسب پلیمری استفاده شود که در ابتدا استفاده از انواع پلیمرهای گرمانرم مورد بررسی قرار گرفته­است.
روش تحقیق: در ادامه پلیمر­کاپرولاکتون به عنوان ماده اصلی مورد استفاده برای ساخت ماسک پیشنهاد شده است. این­ ماده به علت استحکام کششی پایینی که دارد به تنهایی برای کاربرد مورد نظر مناسب نیست، به­ همین علت ماده مورد نظر با درصد­های مختلف از ماده بنزوئیل پراکساید (BPO) پخته شد تا در اثر ایجاد اتصالات عرضی در پلیمر مورد نظر، استحکام کششی آن افزایش یابد. خواص نمونه­ های پخت­ شده با کمک آزمون­ های درصد ژل شدگی، حافظه شکلی، استحکام کششی تک جهته و نمودار­های DSC مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج اصلی: با افزایش ماده BPO، درصد ژل­ شدن و حافظه شکلی نمونه­ های پخت شده افزایش یافت. تمامی نمونه ­های پخت­ شده درصد بازگشت شکلی بالایی داشتند که بالاترین آن­ها متعلق به نمونه­ های شامل 2 و 3 درصد وزنی از BPO بود. با بررسی نمودارهای آزمون استحکام کششی، مشاهده ­شد که با افزایش مقدار BPO از 0.5 تا 2 درصد وزنی در نمونه­ های پخت­ شده، استحکام کششی در نقطه شکست تا 10 مگاپاسکال افزایش یافت. نمونه پخت­ شده پلی ­کاپرولاکتون با 2 درصد وزنی از BPO و نمونه ماسک ارفیت هر­دو دارای بازگشت شکلی %94 و استحکام کششی در نقطه شکست 10 مگاپاسکال بودند که از این لحاظ شباهت بالایی به یکدیگر داشتند. در نهایت آمیزه پلی­ کاپرولاکتون با 2 درصد وزنی از BPO برای ساخت ماسک پرتودرمانی پیشنهاد شده است.

چکیده چکیده
عنوان تحقیق: در سال­های اخیر چاپگرهای بر پایه تونر به جهت کاربری آسان، صرفه اقتصادی، سرعت و کیفیت بالا کاربردهای فراوانی یافته­اند. ازاین‌رو تلاش­های زیادی جهت تولید تونر با روش‌های متفاوتی ازجمله پلیمریزاسیون سوسپانسیونی و تجمع امولسیونی صورت گرفته است اما در تمامی این روش­ها علی‌رغم خواص رنگی و اندازه ذرات مطلوب، درصد تبدیل واکنش کم می­باشد.
هدف تحقیق: در مطالعه جاری از روش پلیمریزاسیون امولسیونی درجا بر پایه‌ مونومرهای استایرن و بوتیل اکریلات در حضور دوده برای تولید تونر با درصد تبدیل بالای 75% استفاده شده است. در این راستا تأثیر دمای واکنش پلیمریزاسیون و سرعت همزن بر درصد تبدیل در زمان­­های مختلف، اندازه‎ و توزیع اندازه ذرات، خواص حرارتی و رنگی محصول نهایی بررسی شد. آزمون رنگ­سنجی برای بررسی خواص رنگی انجام شد. همچنین ریزساختار تونرهای سنتزشده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی ارزیابی شد.
نتایج اصلی: نتایج بیانگر این است که روش پلیمریزاسیون امولسیونی درجا ضمن دارا بودن درصد تبدیل مطلوب واکنش در محدوده 75-90%، به‌خوبی قادر است خواص رنگی و توزیع اندازه ذرات مناسب را برای تونر ایجاد کند. تمامی تونرهای تولیدشده توزیع اندازه ذرات باریک و شکلی کروی داشتند که دمای واکنش و سرعت همزن بر آن بی‌تأثیر بوده است. با افزایش دمای پلیمریزاسیون از ℃70 به ℃80، درصد تبدیل بالاتری حاصل شده ولی افزایش سرعت همزن تأثیر دوگانه­ای بر درصد تبدیل داشته است. با افزایش دما به ℃90، چسبندگی ذرات کروی به یکدیگر مشاهده شد. افزودن یک‌باره مونومرها به محیط واکنش و استفاده از فرایند ناپیوسته (batch process) سبب مشاهده دو دمای انتقال شیشه­ای شد. این نوع شیوه سنتز تونر می­تواند راهنمایی برای پژوهش­های آینده جهت تولید تونر با بالاترین درصد تبدیل باشد.

چکیده چکیده
هدف تحقیق: در این پژوهش، اصلاح اپوکسی توسط پلی یورتان بصورت موفقیت آمیز انجام شد و تاثیر آن بر خواص سایشی و چسبندگی مورد واکاوی قرار گرفت. مهمترین نگرانی در ترکیب این دو پلیمر، تشکیل ژل بهنگام مواجهه رزین اپوکسی و ایزوسیانات موجود در پلی یورتان بود.
روش تحقیق: یک راه حل برای غلبه بر این مشکل، کنترل فعالیت شیمیایی ایزوسیانات است. بنابراین به منظور کاهش فعالیت شیمیایی ایزوسیانات و جلوگیری از تشکیل ژل در اثر ترکیب اپوکسی و پلی یورتان، ابتدا پیش پلیمر پلی یورتان حاوی 58/3 درصد وزنی ایزوسیانات، با ترکیب پلی تترا متیلن گلایکول 2000 (PTMG 2000) و تولوئن دی ایزوسیانات (2,4-TDI)، تهیه و با اضافه کردن ۲۰ درصد وزنی از آن به رزین اپوکسی، فرآیند پخت با استفاده از دی متیل تیوتولوئن دی آمین (DMTDA)، بعنوان عامل پخت مشترک و‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍ همچنین عملیات حرارتی خاص، کامل شد.
اهم نتایج: نتایج طیف بینی تبدیل فوریه زیر قرمز نشان داد، فرآیند اصلاح با حذف پیک های مربوط به اپوکساید و ایزوسیانات در طیف مخصوص به نمونه تهیه شده، و همچنین ایجاد یک پیک پهن مربوط به گروه های هیدروکسیل ثانویه (C-O) در اثر باز شدن حلقه های اپوکساید، موفقیت آمیز بوده است. آزمون چسبندگی نیز، افزایش چسبندگی به زیرآیند فولاد کربنی، در نتیجه تولید هیدروکسیل ثانویه حین این آمیخته سازی را تائید کرد. اگرچه سختی پرسوز در اپوکسی اصلاح شده به میزان 5% کاهش یافت اما با کاهش 17 برابری مدول الاستیک (طبق نتیجه آزمون کشش)، مقاومت سایشی بر اساس آزمون سایش، 6 برابر بهبود یافت. سرانجام با در نظر گرفتن تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی- نشر میدان مغناطیسی، بهم پیوستن حفرات، بعنوان سازوکار سایش معرفی شد.

چکیده چکیده
فوق روان کننده ها را می توان به روش های مختلف سنتز نمود هدف پژوهش حاضر ارائه روش دو مرحله ای سنتز پلی کربوکسیلات اتر و بررسی تائیر دما در سنتز می باشد. در سنتز مرحله اول زنجیره اصلی و در سنتز مرحله ی دوم زنجیره های فرعی ایجاد می گردند.
سنتز کوپلیمر اولیه به روش توده ای و با مکانیزم رادیکال آزاد صورت پذیرفت. آنالیز FTIR نیز برای شناسایی گروه‌های عاملی تشکیل شده مطابق پیش بینی‌ها و رسیدن به کوپلیمر مورد نظر انجام شد. سپس تعیین ویسکوزیته کوپلیمر به عنوان پارامتر تعیین کننده پیشرفت طول زنجیره اصلی در شرایط دمای مختلف سنتز صورت گرفت و در مرحله دوم توسط کوپلیمرتولیدی در مرحله اول سنتز نهایی پلی کربوکسیلات اتر به روش محلولی انجام شد، این سنتز در سه سطح دمایی صورت پذیرفت و ازمحصول سنتزی ابتدا آنالیز FTIR جهت تایید ساختار و آزمون HNMR نیز جهت تایید نهایی سنتز انجام گردید. سپس آزمون GPC جهت تعیین مشخصات پلی کربوکسیلات اتر سنتز شده شامل وزن مولکولی متوسط پلیمر و منحنی توزیع وزن مولکولی انجام شد و مقادیر MW و PDI گزارش گردید و در نهایت آزمون اسلامپ جهت تایید عملکرد صورت پذیرفت.
با افزایش دمای سنتز کوپلیمر، طول زنجیر اصلی نیز افزایش می یابد و شدت این افزایش در دماهای بالا بیشتر است ولی از طرفی دمای بیشتر از 70 درجه سانتیگراد نیز باعث تخریب کوپلیمر گردید که به صورت کاهش ویسکوزیته و تغییر رنگ محلول قابل تشخیص بود. بنابراین سنتز اولیه را باید در دمای 70 درجه سانتیگراد به مدت 8 ساعت انجام داد. سنتز پلی کربوکسیلات اتر با نسبت های مولی برابر و حفظ شرایط یکسان سنتز و تنها در دماهای متفاوت نشان داد که بهترین دمای سنتز 70 درجه سانتیگراد و به مدت 6 ساعت است. با افزایش وزن مولکولی پلی کربوکسیلات اتر از طریق افزایش زنجیره جانبی افت اسلامپ و روانی بهتری در بتن ایجاد شد.

چکیده پلی استایرن انبساطی کاربرد گسترده­ای دارد این پلیمر به روش پلیمریزاسیون رادیکالی تهیه می­شود. این ماده در صنایع بسته­بندی و عایق­کاری کاربرد فراوانی دارد. بعضی از ویژگی­های این پلیمر از جمله استحکام مکانیکی پایین آن باعث شده تا کاربرد آن محدود شود. با اضافه کردن بعضی از مواد می­توان ویژگی­های این پلیمر را بهبود داد. استایرن بوتادین استایرن از جمله موادی هستند که با اضافه کردن آن بر پلی استایرن انبساطی می توان کیفیت پلیمر را بهبود داد. در این مقاله پلی­استایرن انبساطی حاوی درصد­های مختلف استایرن بوتادین استایرن (0، 01/0، 02/0و03/0) در درصد تبدیل­های مختلف پلی­استایرن انبساطی (60/0، 63/0، 66/0و 69/0 درصد) تهیه شده است. تست­های مختلفی از جمله آزمون ضربه، شاخص جریان مذاب، سنجش میزان نرمی پلیمر، استحکام کشش در نقطه شکست، K-value، سنجش میزان سختی پلیمر، میزان ازدیات طول تا نقطه شکست بر روی پلیمر تولیدی انجام یافته است. داده­های به دست آمده از آزمایشات با شبکه­های عصبی مصنوعی MLP شبیه­سازی شده است و نتایج شبیه سازی بخوبی داده­های آزمایشگاهی را پوشش داده است. مطالعه تست­ها نشان می­دهد که در درصد­های ثابت استایرن بوتادین استایرن در پلی­استایرن انبساطی، با افزایش درصد تبدیل پلی­استایرن انبساطی به غیر از تست شاخص جریان مذاب (که پایین بودن آن نشان از کیفیت بالای پلیمر است)، مقدار عددی بقیه تست­ها افزایش یافته است. افزایش درصد استایرن بوتادین استایرن در پلی­استایرن انبساطی، در درصد تبدیل­های ثابت پلی­استایرن انبساطی ویژگی­های پلیمر را بهبود بخشیده است. در ضمن نتایج شبیه سازی نشان می دهد که داده های آزمایشگاهی به خوبی نتایج شبیه سازی را پوشش می دهد. به کمک نتایج بدست آمده از شبیه سازی می توان در نقاطی که آزمایش انجام نشده با نتایج شبیه سازی داده های مربوط به دست های را پیشگویی کرد.افزودن استایرن بوتادین استایرن در درصدهای مختلف بر پلی استایرن انبساطی در درصد تبدیلهای مختلف جهت افزایش خواص پلی استایرن برای اولین بار در این مقاله مورد مطالعه قرار گرفته است و نتایج داده های آزمایشگاهی جهت پیشگویی در نقاطی که آزمایش صورت نگرفته با کمک شبکه های عصبی مصنوعی شبیه سازی شده است.

چکیده موضوع تحقیق
هدف از این پژوهش بررسی سینتیک پخت حامل پلی‌یورتانی برپایه پلی‌بوتادین خاتمه‌یافته با هیدروکسیل (HTPB) است. این واکنش در کامپوزیت‌های پلی‌یورتانی پیشرفته بسیار حائز اهمیت است.
روش‌ها
دی‌اُل HTPB با دو نوع عامل پخت دی­ایزوسیاناتی تولوئن دی‌ایزوسیانات (TDI) و ایزوفورون دی‌ایزوسیانات (IPDI) در حضور و عدم حضور کاتالیزور دی‌بوتیل ‌تین دی‌لورات (DBTDL)، توسط روش کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC) در چند نرخ حرارتی مختلف (5، 10، 20 و °C/min 40)، تحت پخت دینامیکی قرار گرفت. پارامترهای سینتیکی توسط مدل­های کسینجر، اوزاوا و تبدیل یکسان محاسبه شد. تشکیل گروه‌های عاملی پلی­یورتان و افزایش گرانروی در حین پخت، توسط روش طیف‌سنجی مادون قرمز-تبدیل فوریه (FT-IR) و ویسکومتر چرخشی (RV) بررسی شد.
نتایج تحقیق
نتایج نشان داد نوع عامل پخت و حضور کاتالیست، انرژی فعالسازی، آنتالپی واکنش، تکمیل واکنش و سرعت پخت را تحت تأثیر قرار می‌دهد. مدل‌های سینتیکی مختلف نشان دادند، انرژی فعال­سازی به عنوان تابعی از درصد تبدیل واکنش به طور متوسط به ازای هر 05/0 واحد افزایش در درصد تبدیل، حدود kJ/mol 1 کاهش می­یابد. انرژی فعال‌سازی سامانه حامل HTPB-TDI-DBTDL با شیب کمتری نسبت به سامانه حامل HTPB-IPDI-DBTDL برحسب درصد تبدیل کاهش می‌یابد. کاهش انرژی فعال­سازی در درصد تبدیل­های بیشتر از %90 احتمالاً به علت نفوذ کوچک مولکول­ها به پلیمر­ها، شیب بیشتری پیدا می‌کند. آنتالپی واکنش پخت سامانه حامل HTPB-TDI-DBTDL در سرعت‌ بالاتر از C/min° 10 تقریباً مستقل از سرعت حرارت‌دهی است، در حالیکه آنتالپی واکنش پخت سامانه حامل HTPB-IPDI-DBTDL به سرعت حرارت‌دهی به میزان قابل ملاحظه‌ای وابسته است. نتایج شیمی-رئولوژی نشان داد سرعت واکنش­پذیری سامانه حامل به ترتیب HTPB-TDI-DBTDL>HTPB-IPDI-DBTDL>HTPB-TDI است.
کلمات کلیدی: HTPB، DSC، سینتیک پخت، عامل پخت، انرژی فعال­سازی.

چکیده در این پژوهش، به کنترل دمای رآکتور نیمه‌پیوسته تولید پلی‌اتین ترفتالات پرداخته شده است. بدلیل مکانیزم و سینتیک پیچیده فرآیندهای پلیمریزاسیون که عمدتا بشدت غیرخطی نیز می‌باشند، بدست آوردن یک مدل نسبتا دقیق برای این فرآیند امری مشکل و نیازمند صرف هزینه و زمان است. دمای پلیمریزاسیون بعنوان متغیر واسط، تعیین کننده خواص نهایی پلیمر می‌باشد. دما ، از آنجا که امکان اندازه‌گیری آسان آن وجود دارد، یکی از بهترین گزینه‌های کنترل رآکتورهای پلیمریزاسیون است. منطق فازی توانایی اعمال بر روی فرآیندهای که دینامیک آنها کاملا شناخته شده نیست، را دارد. پس از اندازه‌گیری دما، خطا و تغییرات خطا محاسبه می‌شود. با استفاده از مجموعه‌های فازی مثلثی شکل، خطا و تغییرات خطا فازی سازی شده است. سپس قوانین فازی برای گرمای اعمال شده به رآکتور ارائه شده است. پنج مجموعه فازی برای خطا و سه مجموعه فازی برای تغییرات خطا بکار برده شده است. در نتیجه پانزده قانون مختلف بکار برده شده است. این پانزده قانون براساس پنج مجموعه فازی مقدار گرما برای هر قانون را ارائه می‌نماید. از روش میانگین وزنی برای غیرفازی‌سازی استفاده شده است. پلی‌اتیلن ترفتالات براساس روش دو مرحله‌ای استریفیکاسیون و پلی‌کندانسیون در رآکتور نیمه‌پیوسته سنتز شده است. رآکتور مربوطه بگونه‌ای ساخته شده که دما، فشار، سرعت چرخش و گشتاور را اندازه‌گیری می‌نماید. آب تولید شده برای تعیین پیشرفت واکنش در مرحله استریفیکاسیون استفاده می‌شود. در مرحله پلی‌کندانسیون از تغییرات گشتاور، انتهای فرآیند تعیین می‌شود. منطق کنترل فازی مبتنی بر قوانین زبانی در هر دو مرحله استریفیکاسیون و پلی‌کندانسیون اعمال گردید. دمای مرجع در این دو مرحله بترتیب 230^oC و 260^oC می‌باشد که با دقت 1-2^oC و بصورت هموار کنترل شده‌اند. منطق کنترلی با استفاده از زبان برنامه‌نویسی C#.net بطور بلادرنگ به رآکتور اعمال شده است.

چکیده ابرجاذب­ها، هیدروژل­های آبدوستی هستند که می‌توانند مقادیر زیادی آب را در ساختارهای سه‌بعدی خود جای دهند و کاربردهای گسترده­ای در علوم مختلف مانند دارو رسانی، پزشکی و کشاورزی دارند. این مواد پلیمرهای آبدوستی هستند که به صورت فیزیکی و یا شیمیایی شبکه‌ای شده­اند. میزان شبکه­ای شدن هیدروژل­ها و مقدار تورم آن­ها در محیط­های آبی دو ویژگی متقابل هم هستند. در صورت افزایش اتصالات عرضی در یک هیدروژل، هرچند میزان تبدیل (conversion) و خواص فیزیکی و مکانیکی هیدروژل افزایش می­یابد، اما از سوی دیگر میزان تورم آن دچار کاهش می­شود. بنابراین تعیین شرایط مناسب پلیمریزاسیون به منظور دستیابی به خواص و تورم بهینه، چالش پیش روی پژوهشگران است. در این پژوهش به منظور بهینه­سازی شرایط سنتز نیمه­شبکه­های درهم خلیده پلی ­(آکریلیک اسید)/زانتان از روش سطح پاسخ (Response surface method) با استفاده از طرح باکس بنکن (Box-Behnken design) استفاده شد. متغیرهای این روش، نسبت مولی عامل اتصال عرضی دهنده (X₁)، درصد وزنی صمغ زانتان (X₂) به عنوان محیط واکنش و مقدار آغازگر (X₃) بوده است که تغییرات هر یک در سه سطح در نظر گرفته شد. پاسخ‌های مورد ارزیابی در روش سطح پاسخ، میزان تبدیل (Y₁) و میزان تورم (Y₂) هیدروژل­ها در آب بوده است. بر اساس 17 آزمایش پیشنهاد شده توسط این طراحی آزمایش، مواد با یکدیگر ترکیب شدند و پلیمریزاسیون رادیکالی درون قالب­های سیلیکونی در دمای °C 65 انجام شد. نتایج آنالیز ANOVA نشان داد خطای داده­های این پژوهش اندک بوده است و ضریب تعیین (R²) هر دو مدل پیشنهادی برای پاسخ‌ها بالاتر از 0.9 بوده است. 46 آزمایشی که برای نقطه بهینه توسط این نرم‌افزار با درصد مطلوبیت (Desirability) بالای 50 درصد پیشنهاد شد، مبین سنتز هیدروژل­هایی است که هم از میزان تبدیل مناسبی برخوردار باشند و هم مقدار تورم آنها مطلوب باشد. به عنوان مثال با 8/12 درصد مولی عامل اتصال عرضی، 03/0 گرم آغازگر و محلول 1 درصد وزنی زانتان، هیدروژل­هایی با میزان تبدیل 93 درصد و مقدار جذب آب 107 درصد تهیه شد. این هیدروژل­ها می‌توانند در زمینه­های مختلفی از جمله تصفیه پساب­های رنگی کارخانجات، کشاورزی، سامانه­های دارو رسانی، جاذب­های پزشکی و غیره مورد استفاده قرار بگیرند.

چکیده در این مقاله، تاثیر اصلاح شیمیایی پلیمر اسکلروگلوکان بر رفتار جذب آن روی سنگ کربناتی مخزن نفتی مورد بررسی قرار گرفت. اصلاح شیمیایی اسکلروگلوکان با هدف افزایش آبگریزی آن و از طریق پیوندزنی همزمان گروه‌های یونی و آبگریز در ساختار آن صورت پذیرفت. بررسی رفتار جذب نمونه ها بر سطح سنگ کربناتی، افزایش میزان جذب نمونه های اصلاح شده در مقایسه با نمونه اولیه را نشان داد. ارزیابی فاکتورهای مختلف موثر بر فرایند جذب نشان داد که ایزوترم لانگمویر بهتر از ایزوترم های فرندلیچ و تمکین می تواند رفتار جذب اسکلروگلوکان و نمونه اصلاح شده آبگریز را پیش بینی کند. اما توصیف رفتار جذب نمونه اصلاح شده یونی- آبگریز با استفاده از مدل یاد شده مشکل بود. مطالعه سینتیک جذب نمونه ها نشان داد مدلهای شبه مرتبه دوم و نفوذ درون ذره‌ای از هماهنگی قابل قبولی برای توصیف نتایج تجربی برخوردار بودند. مطالعات ترمودینامیکی دلالت بر وابستگی مقادیر انرژی آزاد، GΔ ، به دما و نیز غلبه مولفه های آنتروپیک، در مقایسه با مولفه های آنتالپیک، در فرآیند جذب نمونه‌ها داشت. همچنین، مقادیر آنتالپی جذب، HΔ، نمونه های مختلف ( در حدود KJ/mol ۶ برای اسکلروگلوکان اولیه ، در حدود KJ/mol ۵ برای اسکلروگلوکان آبگریز و حدود KJ/mol ۹ برای اسکلروگلوکان یونی- آبگریز)، بیانگر جذب فیزیکی نمونه‌ها بر سطح ذرات کربناتی در هر دو محیط‌ آبی و نمکی بود.

چکیده متیل ترشیوبوتیل اتر (MTBE) به عنوان بالابرنده عدد اکتان بنزین در بسیاری از کشورها مورد استفاده قرار گرفته ولی پس از طی مدت زمان کوتاهی بدلیل جذب بسیار زیاد در آب و احتمال ورود به آب های زیر زمینی، مصرف آن در کشورهای توسعه یافته ممنوع شده است. در این پژوهش برای اولین بار، جهت کاهش اثرات نامطلوب زیست محیطی استفاده از MTBE ، کپسوله نمودن آن و کنترل آزادسازی در موتور خودرو و هنگام احتراق مورد توجه قرار گرفت. بدین منظور پلیمریزاسیون مینی امولسیونی معکوس مونومر متیل متاکریلات(MMA) در حضور MTBE و در محیط سیکلوهگزان به روش روغن/ آب / روغن انجام شد. نانوکپسول پلی متیل متاکریلات/ MTBE در نسبتهای وزنی 5/0، 1، 2 از MTBE به متیل متاکریلات (R=MTBE/MMA) سنتز گردید. اثر تغییر مقادیر R بر درصد تبدیل پلیمریزاسیون، راندمان کپسوله کردن MTBE و مورفولوژی کپسولها بررسی گردید. تغییر نسبت R از 5/0 تا 2 این امکان را فراهم نمود تا سایز کپسول ها در محدوده 50 تا 500 نانومتر کنترل شود. شروع محدوده تخریب MTBE خالص از 130 درجه سانتیگراد در حالت بدون وجود پوسته پلیمری به 250 درجه افزایش یافت و باعث شد تا آزاد سازی هسته بوسیله حرارت و از دمای 250 درجه آغاز شود. با افزودن 5/1% کپسولها به بنزین، علاوه بر کنترل آزادسازی MTBE در موتور خودرو، عدد اکتان 5 واحد افزایش یافت.
با توجه به نتایج بدست آمده، پلیمریزاسیون مینی امولسیونی معکوس روش مناسبی برای کپسوله کردن و کاهش اثرات زیست محیطی MTBE بوسیله محدود نمودن تماس آن با محیط می باشد.