2024-03-29T03:21:55Z
http://jips.ippi.ac.ir/?_action=export&rf=summon&issue=426
مجله علوم و تکنولوژی پلیمر
IJPST
10163255
10163255
1399
33
1
مروری بر خواص و تهیه پلیمرهای سلولی پیزوالکتریک
سورنا
آزیدهاک
علیاکیر
یوسفی
احمدرضا
تقیزاده
علیاکبر
زارعی
پیزوالکتریسیته قابلیتی است که طی آن مواد ویژهای میتوانند انرژی مکانیکی را به الکتریکی و برعکس تبدیل کنند. افرون بر سرامیکها (مانند PZT) و پلیمرهای قطبی (PVDF و کوپلیمرهای آن)، در دو دهه اخیر پلیمرهای سلولی غیرقطبی نیز بهدلیل داشتن قیمت مناسب، سبکی، انعطافپذیری و ضریب پیزوالکتریک (d33)، بسیار مورد توجه قرار گرفتهاند. این پلیمرها برای کاربردهای مختلف همچون در جاذبهای انرژی، حسگرها و در زمیته علوم پزشکی بهکار گرفته میشوند. پلیپروپیلن (PP)، پلیاتیلن ترفتالات (PET)، پلیاتیلن نفتالات (PEN)، پلیاتیلن (PE) و پلیالفینهای حلقوی (COP) و مواد گرمانرم، ضریب پیزوالکتریک زیادی نشان میدهند. با قرارگیری این فیلمهای سلولی در میدان الکتریکی قوی (تخلیه هاله یا میان دو الکترود) و در مجاورت گاز یونکننده، گاز بهوسیله میدان الکتریکی یون میشود، درون سلولها باقی میماند و گشتاور دوقطبی نشان میدهد. بهدلیل رفتار شبهپیزوالکتریک این مواد، آنها را پیزوالکترت و به خواصی که نشان میدهند، فروالکتریسیته میگویند. عاملهای مهمی همچون ساختار سلولها (شکلشناسی، اندازه و چگالی)، نوع گاز یونکننده و مدول یانگ بر ضریب پیزوالکتریک اثر مستقیم میگذارند. افزون بر این، عملاوریهای پسفراورشی همچون فرایندهای شیمیایی و کشش نیز خواص پیزوالکتریک را بهبود میدهند. پلیپروپیلن یکی از پلیمرهای سلولی پرکاربرد در زمینه پیزوالکتریکهاست که بهدلیل داشتن ویژگیهایی مانند قیمت مناسب، مقاومت خستگی و حبس شارژ خوب در سلولها زمینه مطالعه را برای سایر پلیمرها فراهم کرده است. در این مقاله، پیشرفتهای اخیر در زمینه بهبود ضریب پیزوالکتریک و فرایند کار بحث شده است. اثر عاملهای مختلف همچون استحکام شکست الکتریکی گازهای مختلف، مدول یانگ، دمای کارکرد پلیمر و افزودنیها بر پیزوالکتریسیته در پلیمرهای سلولی بررسی و مرور شده است.
پیزوالکتریسیته
پلیمرهای سلولی
فروالکترت
پلیپروپیلن
ضریب پیزوالکتریک
2020
04
20
3
24
http://jips.ippi.ac.ir/article_1717_dd9275a05e4cb4800613f07acf4f3d0c.pdf
مجله علوم و تکنولوژی پلیمر
IJPST
10163255
10163255
1399
33
1
بهینهسازی خواص سدگری گاز در نانوکامپوزیتهای بر پایه پلیاتیلن پرچگالی-نانوخاکرس با روش سطح پاسخ
سپیده
گماری
اسماعیل
قاسمی
سمیرا
کریمی
الهه
نامدارپور بنگر
مهدی
اکبرشاهی
فرضیه: مخزنهای سوخت پلیمری وزن بسیار کمتری در مقایسه با نوع فلزی دارند. اما، در این مخزنهای سوخت، به کاهش چشمگیر تبخیر بنزین نیاز است. استفاده از نانوذرات و تهیه نانوکامپوزیت پلیمری میتواند راهحل مؤثری برای دستیابی به مادهای با خواص مکانیکی، فرایندی و تراوایی تنظیمپذیر باشد. نانوخاکرس صفحهای قابلیت زیادی در افزایش خواص سدگری پلیمرها ایجاد میکند و نوع سازگارکننده نقش مهمی در نحوه پراکنش نانوخاکرس دارد. روشها: نمونههای نانوکامپوزیتی با روش آمیختهسازی مذاب در اکسترودر دوپیچی تهیه شدند. برای یافتن فرمولبندی بهینه، اثر عوامل مختلفی همچون مقدار نانوخاکرس و سازگارکننده، نوع سازگارکننده و سرعت اکستروژن با روش سطح پاسخ بررسی شد. بهینهسازی براساس دستیابی به حداقل مقدار گازتراوایی، استحکام ضربهای مناسب و شاخص جریان مذاب مناسب انجام شد.یافتهها: بهطور کلی، با افزایش مقدار نانوخاکرس، خواص سدگری بهبود یافت. در حالی که برای سازگارکننده، مقدار بهینهایی وجود داشت. بهینهسازی نتایج مشخص کرد، نمونه دارای %6wt نانوخاکرس (کلویزیت 20A) و %10wt سازگارکننده پلیاتیلن پیوندخورده با مالئیک انیدرید، خواص بهینه دارد. در واقع، در این نمونه تعادل بهینهای میان خواص مختلف وجود داشته و ساختار کاملاً ورقهای از صفحههای نانوخاکرس حاصل شده است. از سوی دیگر، موم پلیاتیلن اکسیدشده با گرانروی زیاد، کمترین مقدار تراوایی را نشان داد. اما، مقدار استحکام ضربهای و شاخص جریان مذاب آن غیرقابل قبول بود. نمونههای نانوکامپوزیت دارای موم پلیاتیلن اکسیدشده با گرانروی کم، کمترین مقدار کاهش در گازتراوایی را نشان دادند.
مخزن سوخت پلیمری
نانوکامپوزیت
نانوخاکرس
گازتراوایی
روش سطح پاسخ
2020
04
20
25
39
http://jips.ippi.ac.ir/article_1718_eed05f984751e45735a2f21b227195c4.pdf
مجله علوم و تکنولوژی پلیمر
IJPST
10163255
10163255
1399
33
1
اثر عاملهای فرایند بر تهیه الاستومرهای گرمانرم پلییورتان با آمیختهسازی واکنشی مذاب
محمد
برمر
شروین
احمدی
سجاد
نظیفی
فرضیه: الاستومرهای گرمانرم پلییورتان بهطور کلی با یکی از روشهای تکمرحلهای، پیشپلیمری و نیمهپیشپلیمری تهیه میشوند. در تهیه پلییورتان با این روشها، گرانروی با پیشرفت واکنش افزایش مییابد و کنترل واکنش بهسختی انجام میشود. بنابراین روش اکستروژن واکنشی بهدلیل انجام واکنش در دمای زیاد، اختلاط بهتر اجزا، کنترل راحتتر واکنش و نیز افزایش سرعت واکنش بهدلیل حذف مرحله طولانی پخت، در سالهای اخیر توجههای زیادی را بهخود اختصاص داده است. هدف از این پژوهش، مطالعه عاملهای فرایند تهیه الاستومر پلییورتان با استفاده از اکستروژن واکنشی است. روشها: بدین منظور، پیشپلیمر با پلیال پلیاستری (بر اساس آدیپیک اسید) و دیفنیل متان دیایزوسیانات در راکتور شیشهای تهیه شد. سپس، در سه دما و زمان اقامت مختلف با افزایش زنجیرافزای بوتان دیال در میکرواکسترودر واکنش تا تشکیل پلیمر ادامه یافت. سپس، برای تعیین دما و زمان اقامت بهینه از 9 نمونه بهدستآمده آزمونهای FTIR و گرانروی ذاتی گرفته شد. یافتهها: نتایج نشان داد، 165 دمای درجه سلسیوس و زمان اقامت 10min، شرایط بهینه برای تهیه الاستومر از راه اکستروژن واکنشی است. سپس با طراحی سه فرمولبندی، سه نمونه الاستومر گرمانرم با افزودن زنجیرافزای بوتان دیال به پیشپلیمر در میکرواکسترودر تهیه و خواص فیزیکی مکانیکی آنها مطالعه شد. نتایج نشان داد، با استفاده از این روش و شرایط فرایند بهدستآمده، تهیه الاستومرهای گرمانرم پلییورتان با خواص مطلوب در زمانهای کوتاهتر امکانپذیر است.
الاستومر گرمانرم پلییورتان
آمیختهسازی واکنشی مذاب
پیشپلیمر
زمان اقامت
دمای فرایند
2020
04
20
41
49
http://jips.ippi.ac.ir/article_1719_f72afa882c6913471d10338c2d8a9e13.pdf
مجله علوم و تکنولوژی پلیمر
IJPST
10163255
10163255
1399
33
1
اثر میکروتوپوگرافی سطحی بر ترشوندگی فیلم پلیدیمتیلسیلوکسان: ابرآبگریزی
شایسته
خاکوند
کیومرث
جلیلی
فاطمه
حسنپور
فرهنگ
عباسی
فرضیه: پیشرفتهای اخیر در میکرو و نانوفناوری امکان ایجاد سطوح میکرو یا نانوساختار کاربردی با ویژگی میکرو و نانوتوپوگرافی سطحی را فراهم میکند که میتوانند خواص چسبندگی کمی را نشان دهند. دسته بسیار مهمی از این ساختارها، سطوح ابرآبگریز بوده که بهشدت دافع آب هستند. در کار حاضر، اثرهای میکروتوپوگرافی سطحی بر رفتار ترشوندگی فیلم لاستیک پلیدیمتیلسیلوکسان (PDMS) با هدف ایجاد سطح ابرآبگریز بررسی شده است.روشها: آرایههایی از الگوی میکروستونها با الهام از ساختارهای زیستی موجود در طبیعت با استفاده از روش میکرولیتوگرافی نرم و با نسبتهای مختلف از گام به پهنا روی سطح PDMS ایجاد شد. به همین دلیل قالبهایی با استفاده از روشهای میکروساخت و لیتوگرافی نوری ساخته شد. الگوی قالبها بر اساس طرح ستونهای وارونه بوده و با استفاده از حکاکی ناهمسانگرد سطح ویفر سیلیکون (روش حکاکی یون واکنشی عمیق، DRIE) به دو صورت قالب سیلیکونی با نسبت منظر بزرگ و قالب نورمقاوم با نسبت منظر کوچک، تهیه شد. یافتهها: میکروستونهای ساختهشده روی قالب سیلیکون دارای موجهای نانومقیاسی بودند که ناشی از مراحل چندگانه حکاکی و اثرناپذیرسازی دیوارههای جانبی در فرایند DRIE است. مهرهای لاستیکی نسخههای عینی از قالب بوده (نسخههای منفی) و از رزین PDMS قالبگیری شدند. مهرهای سیلیکونی آرایههای منظمی از برخی ویژگیهای برجسته بودند که امکان انتقال الگو روی زیرلایه هدف را طی فرایند چاپ میکروتماسی فراهم میآورد. شکلدهی نسبتهای متعدد گام میان ستونها به پهنای آنها برای بهینهسازی ارتباط بین توپوگرافی سطحی و رفتار ترشوندگی فیلم PDMS با استفاده از اندازهگیریهای زاویه تماس ایستا آب انجام شد. در پژوهش حاضر، این ساختارها به خواص آبگریزی لاستیک سیلیکون ارتباط داده شد و برای الگوهای مختلف سطحی، انتقال از حالت مدل مرکب (Cassie-Baxter) به مدل تر (Wenzel) شناسایی شد. مشاهده شد، زاویه تماس وابسته به نوع شکلدهی میکروستونها در انتقال از مدل Cassie-Baxter به مدل Wenzel در اندازه گام 60mm~ قرار میگیرد.
لاستیک PDMS
ابرآبگریزی
میکروتوپوگرافی سطحی
لیتوگرافی نرم
حکاکی یونواکنشی عمیق
2020
04
20
51
62
http://jips.ippi.ac.ir/article_1720_983bf91c7a4c2af2ca83cb90e7b9fb78.pdf
مجله علوم و تکنولوژی پلیمر
IJPST
10163255
10163255
1399
33
1
بهینهسازی عاملهای مؤثر بر تهیه کوپلیمر سهقطعهای پلیپروپیلن گلیکول-پلیگلیسیدیل نیترات-پلیپروپیلن گلیکول و بررسی خواص گرمایی آن
طیبه
خانلری
یداله
بیات
محمد
بیات
فرضیه: پلیگلیسیدیل نیترات (PGN) بهدلیل داشتن خواصی همچون انرژی تشکیل مناسب، چگالی، توازن اکسیژن و آنتالپی انفجار زیاد و سازگاری مناسب با سایر اجزا، در تهیه الاستومرهای پیشرانه بهکار گرفته میشود. این پلیمر افزون بر خواص مطلوب عیبهایی از جمله دمای انتقال شیشهای زیاد، خواص مکانیکی ضعیف و مقدار جامد کل کم دارد. همچنین، الاستومر آن میتواند متحمل واپخت شود. برای رفع این عیبها، کوپلیمرهایی از آن با پلیمرهایی با خواص گرمایی و مکانیکی مطلوب تهیه میشود.روشها: در این پژوهش، برای اولین بار کوپلیمر سهقطعهای پرانرژی پلیپروپیلن گلیکول-پلیگلیسیدیل نیترات-پلیپروپیلن گلیکول، PPG-PGN-PPG، با روش پلیمرشدن حلقهگشای کاتیونی پروپیلن اکسید، در مجاورت پلیگلیسیدیل نیترات بهعنوان درشتآغازگر و بور تریفلوئورید اترات (BF3.OEt2) بهعنوان کاتالیزگر تهیه شد. اثر دما و مقدار کاتالیزگر بر وزن مولکولی و بازده واکنش بررسی شد. محصول بهدستآمده با روشهای سوانگاری ژل تراوا (GPC)، رزونانس مغناطیسی هسته هیدروژن (1H NMR) و کربن (13C NMR) و طیفسنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR) شناسایی شد. همچنین خواص گرمایی کوپلیمر با آزمونهای گرماوزنسنجی (TGA) و گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) مطالعه شد.یافتهها: نتایج نشان داد، با افزایش دما از 0 به 15 درجه سلسیوس، درصد تبدیل و بازده افزایش یافت. از سوی دیگر، با توجه به دمای جوش کم پروپیلن اکسید (34 درجه سلسیوس،) و گرمازابودن واکنش، افزایش دمای واکنش به بیش از 15 درجه سلسیوس امکانپذیر نیست. همچنین با افزایش مقدار کاتالیزگر از %0.2 به %1 وزنی نسبت به آغازگر، وزن مولکولی پلیمر افزایش یافت و بیشترین بازده در %1 وزنی کاتالیزگر بهدست آمد. اما، با افزایش مقدار کاتالیزگر از %1 به %1.5 وزنی، بازده و وزن مولکولی بهدلیل پیشرفت واکنشهای جانبی کاهش یافت. مطالعات TGA و DSC افزایش پایداری گرمایی و کاهش دمای انتقال شیشهای کوپلیمر تهیهشده را در مقایسه با PGN نشان داد.
پلی گلیسیدیل نیترات
پیشرانه
کوپلیمر سهقطعهای
پروپیلن اکسید
خواص گرمایی
2020
04
20
63
73
http://jips.ippi.ac.ir/article_1721_2ad0f8595bd6cb4f28d025f96dc2acd9.pdf
مجله علوم و تکنولوژی پلیمر
IJPST
10163255
10163255
1399
33
1
اثر نانوذرات گرافن اکسید بر خواص فیزیکی و مکانیکی فیلمهای بر پایه کیتوسان، ژلاتین و پلیوینیل الکل
سرور
قنواتی
حسین
ایزدی وصفی
فرضیه: گرافن اکسید بهعنوان یکی از نانوذرات مهم با داشتن مشخصات بینظیر و قابلیت بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی انواع زیستپلیمرها در دهه اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین، در پژوهش حاضر از گرافن اکسید برای اصلاح فیلمهای پلیمری بر پایه کیتوسان-ژلاتین-پلیوینیل الکل استفاده شده است.روشها: فیلمهای پلیمری با ترکیب درصدهای مختلف با روش ریختهگری تهیه شدند. گرافن اکسید به مقدارهای 0، 0.2، 0.4 و %0.8 وزنی به محلولها اضافه شد. فیلمهای تهیهشده با آزمونهای کشش، سنجش تورم، سرعت عبورپذیری بخار آب، ضدباکتری و میکروسکوپی الکترونی پویشی بررسی شدند.یافتهها: نتایج آزمون کشش نشان داد، گرافن اکسید موجب بهبود مدول و استحکام کششی شد. اما، ازدیاد طول تا پارگی نمونهها کاهش یافت. همچنین، افزایش مقدار پلیوینیل الکل موجب کاهش خواص مکانیکی فیلمها شد. نتایج آزمون تورم در سه محیط مختلف (خنثی، اسیدی و بازی) نشان داد، پلیوینیل الکل موجب کاهش تورم شد و با افزایش بیشتر گرافن اکسید نیز تورم فیلمها بهطور شایان توجهی کاهش یافت. نتایج آزمون سرعت عبورپذیری بخار آب نشان داد، با تغییر ترکیب درصد فیلم کامپوزیت تغییر شایان توجهی در سرعت عبورپذیری بخار آب فیلمها دیده نشد. اما، استفاده از گرافن اکسید موجب کاهش سرعت عبورپذیری بخار آب در نمونهها شد. نتایج آزمون ضدباکتری نشان داد، افزودن پلیوینیل الکل به تغییر محسوسی در قطر هاله عدم رشد منجر نشد، در حالی که با افزودن گرافن اکسید قطر هاله عدم رشد ابتدا افزایش یافت که حاکی از خاصیت مؤثر ضدباکتری نانوذرات گرافن اکسید است. نتایج میکروسکوپی الکترونی پویشی توزیع یکنواخت نانوذرات گرافن اکسید در فیلمهای پلیمری را در درصدهای کم بهدلیل سازگاری گرافن اکسید با ماتریس پلیمری نشان داد.
کیتوسان
ژلاتین
پلیوینیل الکل
گرافن اکسید
خواص مکانیکی
2020
04
20
75
87
http://jips.ippi.ac.ir/article_1722_e820fa4601375a78379a49f7c7255714.pdf