ORIGINAL_ARTICLE
اثر نمک بر رفتار ژلشدن داربست نانوکامپوزیتی تزریقپذیر بر پایه هیدروکسیپروپیل متیلسلولوز و نانوذرات هیدروکسی آپاتیت- تری کلسیم فسفات
ترکیبات سلولوزی پلیمرهای زیستسازگارند که در تهیه ژلهای تزریقپذیر برای ترمیم بافت استخوان استفاده میشوند. هیدروژلهای تهیه شده از این پلیمرها نیز بهطور عمومی استحکام کافی را برای کاربرد در مهندسی بافت دارند. برای افزایش استحکام و نیز بهبود استخوانزایی این داربستها از ترکیبات کلسیم فسفات استفاده میشود. در این مطالعه، از هیدروژل هیدروکسی پروپیل متیل سلولوز(HPMC) به عنوان ماتریس پلیمری و مواد معدنی کلسیم فسفاتی شامل β-تری کلسیم فسفات (β-TCP) و هیدروکسی آپاتیت (HAp) برای بهبود خواص هیدروژل استفاده شدند. β-تری کلسیم فسفات با شکلشناسی صفحهای به روش رسوبگیری شیمیایی سنتز و با میکروسکوپی الکترونی پویشی تأیید شد. به علت بیشتربودن دمای تشکیل ژل هیدروکسی پروپیل متیل سلولوز نسبت به دمای بدن، از نمک سدیم سولفات (Na2SO4) در غلظتهای مختلف برای تنظیم دمای تشکیل ژل استفاده شد. دمای ابریشدن نمونهها با استفاده از طیفبینی UV/Vis و دمای ژلشدن آنها به روش رئومتری معین شدند. تزریقپذیری نمونههای حاوی مقادیر مختلفی از فاز معدنی نیز با استفاده از دستگاه آزمون عمومی اندازهگیری شد. نتایج نشان داد،به دلیل اثر هوفمیستر دمای ابری و ژلشدن نمونهها با افزایش غلظت نمک کاهش مییابد. همچنین نتایج رئومتری نشان داد، β-تریکلسیم فسفات نسبت به هیدروکسی آپاتیت دمای تشکیل ژل را به طور مؤثرتری کاهش و نیز مدول و گرانروی را افزایش میدهد. هیدروژلهای هیدروکسی پروپیل متیل سلولوز شامل نانوذرات تریکلسیم فسفات و هیدروکسی آپاتیت در دمای محیط تزریقپذیر بودند. با توجه به نتایج به دست آمده، هیدروژل های تهیه شده از ماتریس پلیمری هیدروکسی پروپیل متیل سلولوز و نانوذرات β-تریکلسیم فسفات و هیدروکسی آپاتیت میتوانند انتخاب مناسبی برای داربستهای تزریقپذیر به بدن باشند.
http://jips.ippi.ac.ir/article_1034_1075ec5934acb8787474e72783717999.pdf
2014-06-22
109
99
10.22063/jipst.2014.1034
نانوذرات کلسیم فسفات
دمای ژل شدن
داربستهای تزریقپذیر
ابریشدن
هیدروکسیپروپیل متیلسلولوز
رقیه
معرفت سیدلر
r.marefat@ippi.ac.ir
1
تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده علوم، صندوق پستی ۱۱۲-۱۴۹۷۵
AUTHOR
محمد
عطایی
m.atai@ippi.ac.ir
2
تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده علوم، صندوق پستی ۱۱۲-۱۴۹۷۵
LEAD_AUTHOR
عزیزاله
نودهی
a.nodehi@ippi.ac.ir
3
تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده علوم، صندوق پستی ۱۱۲-۱۴۹۷۵
AUTHOR
محمد
ایمانی
m.imani@ippi.ac.ir
4
تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده علوم، صندوق پستی ۱۱۲-۱۴۹۷۵
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
روش جدید برای پیشبینی شیوه ترکیبی اول و دوم چقرمگی شکست در کامپوزیتهای لایهای
شیوه ترکیبی اول و دوم شکست از عمدهترین شیوه های جدایش لایه ای در کامپوزیتهای لایهای است. سرعت رهایی انرژی کرنشی بحرانی به عنوان معیاری برای پیشبینی شروع جدایش لایههای نمونهها به کار میرود. در این پژوهش، رابطهای بین چقرمگی شکست تیرهای یک سرگیردار دولبه (DCB) و یک سرگیردار دولبه نامتقارن (ADCB) ارائه شده است. قطعات DCB و ADCB به ترتیب برای ایجاد مود اول و مود ترکیبی اول و دوم چقرمگی شکست نمونههای کامپوزیتی به کار برده میشوند. با توجه به تنوع چیدمان لایهها، انجام آزمون روی قطعات چندلایه کامپوزیتی برای اندازهگیری چقرمگی شکست آنها کاری دشوار، پرهزینه و زمانبر است. هدف از ایجاد چنین رابطهای این است که بتوان به بنابراین با استفاده از چنین رابطهای نیاز به آزمودن نمونههای کامپوزیتهای لایهای ADCB مرتفع میشود. برای ایجاد این رابطه از هندسه نمونههای DCB و ADCB استفاده میشود. به دستآوردن مقدار سرعت رهایی انرژی کرنشی بحرانی برای چندلایههای کامپوزیتی ADCB با زاویه های مختلف لایههای اطراف ترک برای استفاده در طراحی از کاربردهای مدل ارائه شده در پژوهش حاضر است. این روش، حجم محاسبات عددی و نیز هزینه مطالعات آزمایشگاهی را کاهش میدهد. نتایج به دست آمده از روش ارائه شده در این پژوهش با نتایج تجربی و مدلسازی عددی مقایسه شد. نتایج نشان میدهد، با خطای کمتر از %۱۰، میتوان سرعت رهایی انرژی کرنشی نمونههای ADCB را با استفاده از مقدار سرعت رهایی انرژی کرنشی نمونههای تکجهتی DCB (به دست آمده از راه آزمون) پیشبینی کرد. نتایج به دست آمده از مقایسه حاکی از دقت مطلوب روش ارائه شده در این پژوهش است.
http://jips.ippi.ac.ir/article_1033_5e647a50b20e646f23329135fcaa64be.pdf
2014-06-22
120
111
10.22063/jipst.2014.1033
کامپوزیت
شکست
جدایش لایهای
شیوه ترکیبی
چقرمگی
محمود مهرداد
شکریه
shokrieh@iust.ac.ir
1
تهران، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی مکانیک، قطب علمی مکانیک جامدات تجربی و دینامیک، آزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت، صندوق پستی ۱۶۸۴۶-۱۳۱۱۴
LEAD_AUTHOR
افشین
زینالدینی
2
تهران، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی مکانیک، قطب علمی مکانیک جامدات تجربی و دینامیک، آزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت، صندوق پستی ۱۶۸۴۶-۱۳۱۱۴
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
سنتز و بررسی خواص پلیآکریلآمید گلیاکسالدار شده بهعنوان عامل مقاومتدهی تر و خشک در کاغذ
پلیمرهای آمیدی کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارند. این پلیمرها در صنایع کاغذسازی به طور کلی به عنوان زلالساز در تصفیه آب و پساب، ماندگارکننده و پلیمر مقاومت خشک بهکار میروند. در این تحقیق پلیآکریلآمید گلیاکسالدار شده (G-PAM) به عنوان رزین مقاومت تر موقت در شرایط مختلف سنتز و کارایی آن در بهبود مقاومتهای خشک و تر کاغذ با رزین مقاومت تر پلیآمیدوآمین اپیکلرو هیدرین (PAE) تجاری مقایسه شد. محصولات حاصل از سنتز با طیفسنجی FTIR بررسی و واکنش آن با الیاف کاغذسازی تأیید شد. نتایج مرحله اول سنتز نشان داد، دمای ۵۰ تا ۶۰ درجه سانتی گراد به مدت ۲۵-۲۴ ساعت مناسبترین شرایط واکنش پلیاکریلآمید با اتیلن دیآمین برای تولید پلیاکریلآمید آمیندار محلول در آب است. در مرحل گلیاکسالدار کردن، دمای ۲۵ تا ۳۰ درجه غلظت ۶% پلیآکریلآمید آمیندار حاوی ۲/۳ میلیمول بر گرم آمین و نسبت وزنی ۰/۲ گلیاکسال به پلیآکریلآمید آمیندار، به عنوان شرایط بهینه سنتز رزین مقاومت تر با خواص مناسب معین شد. کاربرد G-PAM سنتزشده سبب بهبود قابل ملاحظهای در مقاومتهای خشک و تر کاغذ شد. مقایسه اثر تقویت کنندگی G-PAM سنتزشده با رزین PAE تجاری در مقدار مصرف یکسان ۰/۲% (بر مبنای وزن خشک کاغذ و با در نظرگرفتن خلوص هر دو رزین) نشان داد که کاغذ عملآوری شده با G-PAM سنتزشده، ۱۶% مقاومت کششی تر، ۱۰% مقاومت کششی خشک، ۵% مقاومت به ترکیدن و ۲۳% مقدار جذب انرژی کششی بیشتری در مقایسه با PAE در کاغذ ایجاد کرده است. نتایج کلی، تأییدکننده G-PAM سنتزی به عنوان رزین مقاومت تر دوستدار محیطزیست و بدون تولید ترکیبات کلردار و با کارایی بهتر از PAE بود که اطمینان بخش تولید محصولات کاغذی با کیفیت بهتر است.
http://jips.ippi.ac.ir/article_1037_13ab7f03964feda5e2105a5bfc82551f.pdf
2014-06-22
129
121
10.22063/jipst.2014.1037
سنتز
رزین
مقاومت تر
مقاومت خشک
پلیآکریلآمید گلیاکسالدار
رحیم
یدالهی
yadollahi_rahim@alumni.ut.ac.ir
1
تهران، دانشگاه تهران، دانشکده منابع طبیعی، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، صندوق پستی ۴۳۱۴-۳۱۵۸۵
AUTHOR
یحیی
همزه
hamzeh@ut.ac.ir
2
تهران، دانشگاه تهران، دانشکده منابع طبیعی، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، صندوق پستی ۴۳۱۴-۳۱۵۸۵
LEAD_AUTHOR
حسین
مهدوی
hosinmahdavi@ut.ac.ir
3
تهران، دانشگاه تهران، پردیس علوم، دانشکده شیمی، صندوق پستی ۶۴۵۵-۱۴۱۵۵
AUTHOR
شادمان
پورموسی
sh.pourmousa@gmail.com
4
کرج، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، صندوق پستی ۳۱۳-۳۱۴۸۵
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
الکتروریسی عمودی الیاف نانوکامپوزیتی UHMWPE/ZnO در دمای زیاد
پلیاتیلن با وزن مولکولی بسیار زیاد (UHMWPE) بهعنوان پلیمری گرمانرم، با خواص تریبولوژیکی و مکانیکی استثنایی، بهویژه به شکل الیاف بسیار کارآمد، خیلی مورد توجه است. در این پژوهش، ریسندگی الکتریکی که به عنوان روشی آسان، کمهزینه و با بازده زیاد برای تولید پیوسته الیاف ظریف با قطرهای میکرونی، حتی نانومتری شناخته میشود، برای تولید الیاف نانوکامپوزیتی UHMWPE/ZnO بهکار گرفته شد. الکتروریسی UHMWPE به دلیل انحلالپذیری ضعیف آن در حلالهای رایج و رسانایی الکتریکی بسیار کم محلول آن، با مشکلات و محدودیتهای متعددی روبروست. از مهمترین آنها ضرورت زیاد نگاهداشتن دمای سامانه برای جلوگیری از کاهش دما و ژلشدن محلول حین ریسندگی است. در این پژوهش، ساخت الیاف نانوکامپوزیتی UHMWPE/ZnO با سه سطح از بارگذارینانوذرات روی اکسید (۲/۵، ۵ و ۷/۵ درصد وزنی) به روش الکتروریسی عمودی اصلاح یافته در دمای زیاد انجام شد. سامانه الکتروریسی مزبور به گرمکنهای زیرقرمز، مجهز شد. ابتدا شرایط برای تولید الیاف UHMWPE یکنواخت بدون شکل شناسی دانه ای با قطر متوسط ۰/۲۵+۱/۸ میکرومتر تنظیم شد. در این شرایط، الیاف نانوکامپوزیتی UHMWPE/ZnO نیز حاوی درصدهای وزنی مختلف نانوذرات روی اکسید تولید شد. الیاف نانوکامپوزیتیUHMWPE/ZnO قطر متوسط بیشتری را متناسب با درصد نانوذرات اضافه شده نشان میدهد. شکلشناسی و چگونگی پراکنش نانوذرات در الیاف نانوکامپوزیتی، با آزمون میکروسکوپ الکترونی پویشی (FE-SEM) مجهز به تحلیل کیفی EDAX همراه با تصویربرداری نگاشت ارزیابی شد. نتایج، پراکنش بسیار خوب نانوذرات روی اکسید را به دلیل سازگاری با حلال و UHMWPE، نشان میدهد.
http://jips.ippi.ac.ir/article_1036_f762de284f28f8b38876080a94a37bb3.pdf
2014-06-22
141
131
10.22063/jipst.2014.1036
UHMWPE
الیاف نانوکامپوزیتی
الکتروریسی عمودی
دمای زیاد
نانوذراتZnO
هادی
حسینی
h_hosseini57@yahoo.com
1
تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی، گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی ۱۱۴-۱۴۱۱۵
AUTHOR
مهرداد
کوکبی
mehrir@modares.ac.ir
2
تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی، گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی ۱۱۴-۱۴۱۱۵
LEAD_AUTHOR
نادره
گلشن ابراهیمی
ebrahimn@modares.ac.ir
3
تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی، گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی ۱۱۴-۱۴۱۱۵
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
اثر شبکهسازهای دوگانه بر غلیظ کنندههای پلیآکریلاتی جدید سنتز شده به روش پلیمرشدن رسوبی
در این پژوهش، پلیآکریلیک اسید شبکهای شده با دو نوع شبکه ساز به طور هم زمان (شبکه ساز دوگانه) به روش پلیمرشدن رسوبی در حلالهای آلی تهیه شد. بدین منظور، از شبکهساز بلندزنجیر پلی اتیلن گلیکول دی آکریلات با وزن مولکولی ۴۰۰ برای افزایش خاصیت غلیظکنندگی و شبکهساز چهارعاملی آکریلاتی (DTMPTA) برای افزایش استحکام استفاده شد. اثر مقادیر مختلف از این دو شبکهساز بر خواص تورمی، مقدار غلیظکنندگی و رفتار رئولوژیکی بررسی شد. نمونه سنتز شده با درصد زیاد از شبکهساز بلندزنجیر افزایش ظرفیت جذب حلال را نشان داد. مطابق با انتظار، بیشتربودن مقدار گرانروی برای نمونه ای که دارای درصد بیشتری از شبکه ساز بلندزنجیر (DT25-PE75) است، مشاهده شد. مقدار چگالی اتصال عرضی با استفاده ازمعادله Flory-Rehner (بر اساس مقدار تورم) و نظریه کشسانی- کشسانی (بر اساس مدول ذخیره) محاسبه شد. نمونه دارای درصد بیشتری از شبکه ساز چهارعاملی (DT75-PE2) مقدار چگالی اتصالات عرضی بیشتر را نشان می دهد. بررسیهای رئولوژیکی برای تعیین خواص استحکام و گرانروی به کار گرفته شد. طی این پژوهش، افزایش نسبی مدول ذخیره برای پلیمر سنتز شده با درصد بیشتری از شبکهساز چهارعاملی به دست آمد. ضریب گرانروی (m) وشاخص رفتار جریان (n) با استفاده از معادله نمایی محاسبه و برای هر سه نمونه، رفتار مشابه رفتار پلیمرهای شبهپلاستیک (۱> n) مشاهده شد. گرانروی ظاهری (با گرانروی سنج) و گرانروی ناشی از رئولوژی نشان داد، نمونه سنتز شده با شبکه ساز بلندزنجیر از نظر غلیظکنندگی نمونه بهتری است.
http://jips.ippi.ac.ir/article_1035_10bf57f516d8fd156566edd00942551a.pdf
2014-06-22
150
143
10.22063/jipst.2014.1035
پلیمرشدن رسوبی
پلیآکریلیکاسید
پلیاتیلنگلیکول دیآکریلات
متیلنبیسآکریلآمید
رئولوژی
هاجر
اسحاقی
hajareshaghi@yahoo.com
1
تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده فرایند، گروه رنگ، رزین و پوششهای سطح، صندوق پستی ۱۱۲-۱۴۹۷۵
AUTHOR
حسین
بوهندی
h.boohendi@ippi.ac.ir
2
تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده فرایند، گروه رنگ، رزین و پوششهای سطح، صندوق پستی ۱۱۲-۱۴۹۷۵
LEAD_AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
ارزیابی خواص گرمایی کامپوزیتهای مقاوم به دمای زیاد در شرایط شار گرمایی مختلف
برای حفاظت از سازهها در شرایط شوکهای گرمایی ناگهانی، استفاده از عایقهای گرمایی غیرفعال، به ویژه کامپوزیتهای فداشونده زغالگذار نسبت به سایر روشهای حفاظت گرمایی مؤثرتر و به صرفهتر است. افزون بر مدون نبودن دانش طراحی عایق گرمایی با ضخامت بهینه در شرایط واقعی، مهمترین محدودیتهای گزارش شده درباره این عایقهای فداشونده سرعت به نسبت زیاد خوردگی ناشی از جریان گاز داغ و کمبودن مقاومت مکانیکی زغال تشکیل شده حاصل از فرایند فداشدن است. در این پژوهش، کامپوزیت سرامیکی سیالون (SiAlON) تقویت شده با الیاف کربن به عنوان نمونهای از سپرهای گرمایی مقاوم به دمای زیاد با هدف غلبه بر محدودیتهای مزبور ارائه شده است. ارزیابی کارایی حفاظت گرمایی این سامانه کامپوزیتی با تعیین کمی سرعت فداشوندگی و نفوذ گرمایی مؤثر در شرایط شارهای گرمایی مختلف اعمال شده به کمک آزمون شعله اکسی استیلن و مدلسازی فرایند فداشدن انجام شد. طبق نتایج این پژوهش، کامپوزیت مزبور به عنوان سپر گرمایی فداشونده دما زیاد و کارآمد پیشنهاد شده است. زیرا نسبت به کامپوزیتهای مشابه در شرایط یکسان آزمونهای فداشوندگی، کامپوزیت سرامیکی سیالون تقویت شده با الیاف کربن کارایی بیشتری نشان میدهد. در شارهای گرمایی ۸۵۰۰ و kW/m2 ۵۰۰۰ سرعت خوردگی (فداشوندگی) کامپوزیت مدنظر به ترتیب برابر با ۰/۰۷۵ و mm/s ۰/۰۲۶ است. همچنین کامپوزیت مزبور در شار گرمایی kW/m2 ۲۵۰۰ و در زمان اعمال شار کمتر از ۲۵ ثانیه مقاومت در برابر شوک گرمایی خوبی نشان می دهد. به طوری که بیشترین مقدار کاهش استحکام خمشی در این شرایط %۲۳/۴ است.
http://jips.ippi.ac.ir/article_1046_0b9120aa1a1de58324318bd837d866e7.pdf
2014-06-22
160
151
10.22063/jipst.2014.1046
حفاظت گرمایی
کامپوزیت سرامیک تقویت شده با الیاف کربن
فداشدن
خواص گرمایی
مدلسازی
احمد رضا
بهرامیان
1
تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی، گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی ۱۱۴-۱۴۱۱۵
LEAD_AUTHOR
آزاده
سیفی
2
تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی، گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی ۱۱۴-۱۴۱۱۵
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
سنتز ذرات میانمتخلخل جدید سیلیکای SPB1 و SPB1,2 و بررسی ریزساختار و خواص فیزیکی آنها
نانوساختارهای جدید سیلیکا به نام ذرات SPB (ذرات سیلیکونی تهیه شده به روش سل-ژل و با استفاده از قالب کوپلیمرهای سه قطعهای) با موفقیت در سامانه آب- نرمال اکتان (کمکحلال)، در محیطی اسیدی ساخته شدند. از تترا اتوکسی سیلان (TEOS) بهعنوان منبع سیلیکا، اتانول بهعنوان کمک عامل سطح فعال و مخلوط دو کوپلیمر PPG-b-PEG-b-PPG و PEG-b-PPG-b-PEG (پلورونیک) بهعنوان قالب، استفاده شد. ذرات جدید سیلیکای میان متخلخل تهیه شده، با استفاده از آزمون های جذب و دفع نیتروژن (BET)، میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) شناسایی شدند. نتایج به دست آمده نشان داد، میتوان با به کارگیری مخلوط دو کوپلیمر قطعهای بهعنوان قالب، تخلخل ذرات میان متخلخل و خواص سطحی آنها را بهبود بخشید. همچنین مخلوط کوپلیمرهای سه قطعهای میتواند توزیع اندازه حفرههای ذرات میانمتخلخل سیلیکا را به شکل توزیع نرمال تنظیم کند. مطابق با آزمون BET متوسط قطر حفره های ذرات سیلیکونی SPB1,2 و SPB1 به ترتیب ۵/۴۸ و ۳/۲۱ نانومتر تأیید شد. استفاده از مخلوط کوپلیمرهای قطعه ای، سطح ویژه و حجم حفره را برای ذرات سیلیکونی SPB1,2 در مقایسه با ذرات SPB1 افزایش داد. نتایج SEM نشان داد، شکلشناسی این نمونهها کرویشکل است. افزون بر این، حذف کمک حلال نرمال اکتان از محیط واکنش انبوههای بزرگ ناهمگنی را ایجاد میکند که منجر به تغییرشکل ذرات از کروی به غیرکروی متخلخل میشود. این دادهها نشان میدهد، استفاده از قالب مخلوط دو کوپلیمر سه قطعه ای اثر مهمی بر تخلخل، سطح ویژه، شکلشناسی و ریزساختار ذرات جدید میان متخلخل سیلیکا دارد.
http://jips.ippi.ac.ir/article_1047_ba91d78005120d5cd1b9972294c7572a.pdf
2014-06-22
171
161
10.22063/jipst.2014.1047
سنتز
ذرات سیلیکای میانمتخلخل
عامل سطحفعال
کوپلیمر سهقطعهای
کمکحلال
محمد علی
سمسارزاده
semsarzadeh@modares.ac.ir
1
تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی،گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی ۱۱۴-۱۴۱۱۵
LEAD_AUTHOR
میلاد
فردی
milad.fardi@gmail.com
2
تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی،گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی ۱۱۴-۱۴۱۱۵
AUTHOR