دوره و شماره: دوره 1، شماره 1، آذر 1396 
مهندسی پزشکی

مطالعه رفتار جذب سامانه‌های رقیق پلیمری بر پایه پلی‌اکریل‌آمید سولفونه در بهبود بازیافت نفت

صفحه 5-16

جمال اعلایی؛ احسان الوند؛ محمود همتی؛ ولی احمد سجادیان

چکیده جذب سامانه­های پلیمری بر روی سنگ مخازن نفتی با تغییر ترشوندگی سطح، سبب بهبود بازیافت نفت و کاهش تولید آب ناخواسته می­شود. در پژوهش حاضر، رفتار جذب سامانه­های رقیق پلیمری بر پایه پلی­اکریل­آمید سولفونه بر روی سطح ذرات شیشه (به عنوان نمادی از سطح مخازن ماسه سنگی) و همچنین تأثیر این پدیده بر تغییر خواص سطحی این ذرات بررسی شد. نتایج آزمون­های انجام شده نشان داد که سامانه­های شبکه­ای شده پلی­اکریل­آمید سولفونه رقیق، نسبت به محلول پلی­اکریل­آمید سولفونه، جذب کمتری بر روی سطح شیشه دارند. همچنین آزمون­های زاویه تماس نیز نشان داد که تأثیر سامانه­های شبکه­ای شده بر تغییر خواص سطحی ذرات شیشه کمتر از محلول پلی­اکریل­آمید سولفونه است. علاوه بر این، مشخص شد که مدل هم­دمای جذب لانگمویر (Langmuir Isotherm) بهتر از مدل فرندلیش (Freundlich Isotherm) با داده­های آزمایشگاهی جذب سامانه­های تهیه شده تطابق دارد. همچنین بررسی ترمودینامیک جذب نشان داد که جذب این سامانه­ها بر روی سطح شیشه فرایندی خودبه­خودی و گرمازا است.

مهندسی پزشکی

بهبود خاصیت ضد گرفتگی غشای پلی‌اترسولفون با افزودن پلورونیک اف-127 در همودیالیز خون

صفحه 17-30

مهدی منصور شریف لو؛ آزاده غائی؛ بهروز سادات نیا؛ زهرا منصورپور

چکیده فرایند همودیالیز به منظور تصفیه خون بیمارانی که مبتلا به نارسایی کلیه هستند، مورد استفاده قرار می­گیرد. غشاهای همودیالیز معمولاً از پلی­اترسولفون هستند که در کنار مزایای ویژه، آب‏گریزی آن سبب کاهش شدید زیست‏سازگاری غشای مورد استفاده می‏شود. در اثر تماس خون با غشاهای همودیالیز پلی‏اترسولفون، پروتئین‏های خون جذب سطح غشا شده و با تشکیل یک لایه پروتئینی سبب بروز مشکلاتی نظیر چسبندگی پلاکت‏ها و انعقاد سلول‏های خون می‏شود. امروزه با استفاده از روش‏های اصلاحی، آب­دوستی و زیست‏سازگاری غشاهای پلی‏اترسولفونی را افزایش می‏دهند. در این تحقیق به منظور بهبود آب­دوستی و جلوگیری از گرفتگی غشاهای پلی‌اترسولفون از کوپلیمر سه بلوکی دوگانه‏دوست پلورونیک اف- 127 به صورت پلی‏اتیلن اکسید- پلی‏پروپیلن اکسید- پلی‏اتیلن اکسید به عنوان افزودنی در ساخت غشا استفاده شده است. در این کوپلیمر جزء آب­گریز پلی‏پروپیلن اکسید باعث چسبندگی پلورونیک به زمینه پلی‏اترسولفونی شده و جزء آب­دوست پلی‏اتیلن اکسید سبب آب­دوستی غشا می‏شوند. به منظور بررسی وجود یا عدم وجود پلورونیک اف-127 در غشاهای ساخته شده، آزمون طیف‏سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه مورد استفاده قرار گرفت. همچنین برای بررسی عملکرد غشاها به منظور دست­یابی به بهترین درصد پلورونیک اف-127، این غشاها تحت آزمون زاویه تماس با آب، استحکام مکانیکی و آزمایش‏های صافش قرار گرفتند. برای بررسی ریزساختار غشاها نیز از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش پلورونیک اف-127 اندازه حفرات غشا افزایش و زاویه تماس کاهش یافته و در نتیجه شار عبوری غشا تا L/m2h554 افزایش می­یابد. خواص مکانیکی غشاها با افزودن پلورونیک اف-127 به زمینه غشا با افت شدید مواجه می­شود. نسبت بازیابی شار غشاهای پلی‏اترسولفون/پلورونیک اف-۱۲۷ نسبت به غشاهای پلی­اترسولفون خالص تا %12 افزایش داشته است.

مهندسی پزشکی

تهیه و شناسایی سازه لیفی فوق آب گریز سیلیکاایروژل/بازالت خشک‌ شده در فشار محیط

صفحه 31-38

زهرا طالبی مزرعه شاهی؛ نگار حبیبی؛ علی زادهوش

چکیده در سال­های اخیر، تهیه سازه­های لیفی ایروژلی منعطف، مستحکم و دوست­دار محیط­زیست، مورد توجه محققان قرار گرفته است. در تحقیق حاضر، سازه لیفی جدید سیلیکاایروژل/الیاف بازالت برای اولین بار با استفاده از الیاف بازالت و نانوساختار سیلیکاایروژل بر اساس فرآیند سل-ژل دومرحله­ای و روش خشک­کردن در فشار محیط و با غوطه­ورسازی لایه­ی الیاف بازالت در سل سیلیکا تهیه شد. ذرات نانوساختار سیلیکاایروژل با استفاده از آزمون­های میکروسکوپ الکترونی روبشی میدان وسیع (FE-SEM) و جذب و واجذب نیتروژن، شناسایی و گروه­های شیمیایی، خواص آب­گریزی و زبری سطح الیاف بازالت و سازه با استفاده از آزمون­های مختلف شامل آزمون­ طیف سنجی مادون قرمز (FTIR)، زاویه تماس و زبری سطح بررسی شد. نتایج نشان دادکه ذرات نانوساختار سیلیکاایروژل حاصل، چگالی g/cm3 34/0، تخلخل 85% و سطح مخصوص m2/g 750 دارند. اندازه حفرات در محدوده 2-22 نانومتر بوده و میانگین آن­ها 5/1±7 نانومتر است. بررسی ریخت­شناسی الیاف و سازه حاصل نشان داد که تشکیل ذرات نانوساختار سیلیکاایروژل و پوشش آن­ها بر سطح الیاف بازالت در اثر فرایند سنتز سل-ژل به­طور موثری صورت گرفته و منجر به ایجاد خواص آب­گریزی شدید در الیاف بازالت آب­دوست شده است. به­طوری­که زاویه تماس الیاف بازالت با آب از ۰ درجه به ۱۱۴ درجه در سازه حاصل افزایش پیدا کرد. همچنین زبری سطح الیاف بازالت در اثر پوشش­دهی با سیلیکاایروژل، به میزان قابل­ملاحظه­ای افزایش یافته و افزایش حجم سل در تهیه سازه حاصل منجر به پوشش­دهی بیشتر سطح الیاف بازالت با ذرات سیلیکاایروژل شده و بنابراین افزایش زبری سطح الیاف از 6/3 به 11 میکرومتر را درپی داشت.

مهندسی پزشکی

بهبود خواص واشرهای حلقه‌ای مورد استفاده در سامانه‌های هیدرولیک بر پایه لاستیک آکریلونیتریل بوتادین با استفاده از نانورس

صفحه 39-48

سیدمحمدرضا پرن؛ قاسم نادری؛ میرحمیدرضا قریشی

چکیده واشرهای حلقه­ای مقاوم به روغن­های هیدرولیک بر پایه لاستیک آکریلونیتریل بوتادین(NBR) تقویت شده با نانورس(Nanoclay) مطابق با استاندارد هوایی Aerospace Material Specification (AMS) 7272 تولید شدند. تولید نانوکامپوزیت ها شامل مراحل آمیزه­سازی و تهیه نانوکامپوزیت با خواص بهینه از نظر حداقل مقدار دوده مورد مصرف، حداقل مقدار نانورس، بالاترین خواص مکانیکی مطابق با استاندارد مذکور، سپس طراحی و ساخت قالب و در نهایت تولید صنعتی آن است. در مرحله آمیزه­سازی، نانوکامپوزیت برپایه لاستیک و نانورس از نظر خواص مکانیکی و ریخت­شناسی با استفاده از عامل سازگارکننده رزورسینول و هگزامتیلن تترامین و استفاده از روش پیمانه اصلی(Master batch) برای اختلاط، بهینه شد. به منظور بررسی تأثیر عامل سازگارکننده و شرایط اختلاط از روش های شناسایی تحلیل اشعه ایکس، منحنی­های پخت و آزمون­های خواص مکانیکی استفاده شد. نتایج تحلیل اشعه ایکس نشان دادند که عامل سازگارکننده با استفاده از برهم­کنش با زمینه لاستیکی و ذرات نانورس موجب تسهیل نفوذ زنجیرهای لاستیک در میان صفحات سیلیکاتی شده و پراکنش آن­ها را در فاز زمینه بهتر می­کند. نتایج پخت نانوکامپوزیت نشان داد که افزودن نانورس به لاستیک اکریلونیتریل بوتادین موجب کاهش زمان برشتگی و افزایش سرعت پخت می­شود. همچنین نتایج نشان داد که عامل سازگارکننده به دلیل بهبود پراکنش نانورس در زمینه لاستیکی موجب کاهش بیشتر در زمان برشتگی و افزایش سرعت پخت لاستیک می­شود. در نتیجه نانوکامپوزیت­های حاوی سازگارکننده نسبت به نانوکامپوزیت های مشابه معمولی، استحکام مکانیکی بالاتر، به ویژه در ازدیاد طول­های بالا نشان می­دهند.

مهندسی پزشکی

اثردوده ‌بر ریزساختار و خواص مکانیکی اسفنج‌های لاستیکی تولید شده به  روش تک مرحله‌ای

صفحه 49-60

الناز اسمی زاده؛ علی وحیدی فر؛ احسان رستمی؛ سعید نوری خراسانی؛ منصور قیومی؛ حسین علی خنکدار

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/cm35-10 ×5/6 به mol/cm3 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.

مهندسی پزشکی

بررسی رفتار شبکه‌ای شدن نانوکامپوزیت‌های اپوکسی/ نانوصفحات اکسید گرافن اصلاح شده با پلیمر طبیعی نشاسته با کاربرد پوشش‌های مهندسی

صفحه 61-70

الهام یاراحمدی؛ خدیجه دیده بان؛ میثم شعبانیان؛ محمدرضا صائب

چکیده در این پژوهش، پوشش­هاینانوکامپوزیتی برپایه اپوکسیحاوی نانو صفحات اصلاح نشده اکسیدگرافن و اکسیدگرافن اصلاح شده با نشاسته تهیه و به کمک طیف­سنجی مادون قرمز شناسایی شده و رفتار شبکه­ای شدن آن­هابا استفاده از داده­های آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی غیر هم­دما مطالعه شده است. این نانوکامپوزیت­ها، به دلیل دارا بودننانوذرات صفحه­ای و منشأ آلی، می­توانند به عنوان پوششسطح فلزات در صنایع مختلف استفاده شوند.دلیل استفاده از نشاسته، طبیعی بودن آن و نیز فراوانی گروه­های هیدروکسیل در ساختار آن است که می­توانند با حلقه اپوکسی وارد واکنش پخت یا شبکه­ای شدن شوند. سامانه­های اپوکسی خالص دارای عامل پخت آمینی و نیز سامانه­های کامپوزیتی حاوی رزین اپوکسی، عامل پخت آمینی و نانوصفحات اکسیدگرافن اصلاح نشده یااصلاح شده با نشاسته در نرخ­های حرارتی مختلف پخت شده­اند تا رفتار حرارتی آن­ها به­دست آید. تغییر نرخ گرمایش در آزمون مذکور سبب تغییر دمای آغاز و دمای اوج منحنی­های گرمازا شده و گرمای واکنش نیز به تبع آن تغییر می­کند. مشاهده شد که حضور نانوصفحات اکسیدگرافن، واکنش­های شبکه­ای شدن را به تأخیر می­اندازد. حال آنکه اصلاح سطحی آن­ها با پلیمر طبیعی نشاسته از طریق نقش کاتالیزوری، این میزان تاخیر را جبران نموده و چگالی شبکه­ای شدن سامانه بالا می­رود.