پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 29 3 2016 08 22 An Overview on Synthesis and Functionalization of Mesoporous Silica and Its Application in Drug Delivery مروری بر روش‌های سنتز، عامل‌دارشدن و کاربرد مزومتخلخل‌های سیلیسی در دارورسانی 201 229 1378 10.22063/jipst.2016.1378 FA سپیده خویی تهران، دانشگاه تهران، پردیس علوم، دانشکده شیمی، صندوق پستی 144155-6455 رضا بافکاری تهران، دانشگاه تهران، پردیس علوم، دانشکده شیمی، صندوق پستی 144155-6455 Journal Article 2016 09 07 Nanotechnology has a prominent potential in biomedical and biomedicine applications. Especially, owing to their exclusive characteristics, hybrid nanocompounds have been recently considered as promising systems for imaging and therapeutic usages. Study on silica-based mesoporous silica materials as drug delivery systems has been considerably developed over the recent few years due to the excellent versatility and stability of these mesoporous materials. In this review, the advanced developments in synthesis, functionalization and application of mesoporous silica in drug delivery are introduced. The first section consists of three main methods, grafting, co-condensation, and periodic mesoporous organosilicates. In the next part, new approaches for functionalization of mesoporous silica in order to control drug delivery are explained. The superiority of mesoporous nannoparticles for numerous drug delivery applications are also summarized. Different mesoporous silica structures can be designed by various chemical methods to meet the drug delivery requirements. The accessible channels in mesoporous which may act as reservoirs for storing drugs can be opened and closed by different systems and create stimuli-responsive release carriers. This review focuses on intelligent nanomaterials based on mesoporous silica which can be stimulated by chemical or biological signals, such as pH, temperature, light, magnetic field and enzymes. نانوفناوری قابلیت زیادی برای کاربردهای زیست‌پزشکی و زیست‌داروها دارد. به‌ویژه، نانوترکیبات هیبریدی به علت مشخصه‌های منحصر به‌فرد، به‌تازگی به‌عنوان سامانه‌های امیدبخش برای کاربردهای عکس‌برداری و دارو درمانی بررسی شده‌اند. مطالعه روی ترکیبات مزومتخلخل سیلیسی به‌عنوان سامانه‌های دارورسانی به‌علت تنوع و پایداری عالی به‌طور چشمگیر در چند سال گذشته رشد کرده است. در این مقاله، پیشرفت‌های اخیر در سنتز، عامل‌دارکردن و کاربرد مزومتخلخل‌های سیلیسی در دارورسانی مرور شده است. در بخش‌های نخست، چگونگی سنتز به سه روش اصلی پیوندزنی، هم‌تراکمی و مزومتخلخل سیلیکات آلی تناوبی بررسی شده است. در بخش‌های بعدی، رویکردهای جدید در عامل‌‌دارکردن مزومتخلخل‌های سیلیکاتی در دارورسانی هوشمند توضیح داده شده است. در ادامه، مزایای استفاده از نانوذرات مزومتخلخل برای کاربردهای دارورسانی متفاوتی به‌طور خلاصه آورده شده است. مزومتخلخل‌های سیلیسی می‌توانند با توجه به نیازهای دارویی و بالینی با روش‌های شیمیایی متفاوتی طراحی و ساخته شوند. کانال‌های موجود در مزومتخلخل می‌تواند به‌عنوان محفظه ذخیره داروها عمل کرده و با سامانه‌های مختلف باز و بسته شوند و حامل‌هایی پاسخ‌گو به عوامل چندگانه را به‌وجود آورند. ترکیبات هوشمند، به‌وسیله عوامل شیمیایی یا زیستی مانند pH، دما، نور، میدان مغناطیسی و آنزیم تحریک می‌شوند که در این مقاله مروری، تمرکز روی نانومواد برپایه مزومتخلخل‌های سیلیسی است که پاسخ‌گو به این نوع عوامل هستند. چنین سامانه‌هایی باعث بهبود اثر درمانی در مقایسه با سامانه‌های مرسوم پیوسته می‌شوند. مزومتخلخل‌های سیلیسی با توجه به تنوع‌پذیری خود در دارورسانی خوراکی و موضعی و سایر بخش‌های درمانی استفاده می‌شوند.

http://jips.ippi.ac.ir/article_1378_b20e3ee0e433ad34490a97bb65c52e68.pdf

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 29 3 2016 08 22 Preparation of Ethylene Vinyl Acetate/Zeolite 4A Mixed Matrix Membrane for CO2/N2 Separation تهیه غشای ماتریس ترکیبی اتیلن وینیل استات-زئولیت 4A برای جداسازی گاز CO2/N2 231 247 1379 10.22063/jipst.2016.1379 FA ایمان خلیلی‌نژاد ماهشهر، پردیس ماهشهر، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی پتروشیمی، آزمایشگاه تحقیقاتی فرایندهای غشایی، صندوق پستی 415 علی کارگری تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی شیمی، صندوق پستی 4413-15875 حمیدرضا سنایی‌پور اراک، دانشگاه اراک، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی، کدپستی 8349-8-38156 Journal Article 2016 09 07 A great contribution in research activities on carbon dioxide (CO2) separation, as the most important challenge in greenhouse gases control, has been made to develop new polymeric membranes. In this case, mixed matrix membranes (MMMs), comprised of rigid particles dispersed in a continuous polymeric matrix, was proposed as an effective method to improve the separation properties of polymeric membranes. In this research, ethylene vinyl acetate (EVA) copolymer and zeolite 4A powders were applied to prepare MMMs using solution casting/solvent evaporation method and CO2/N2 separation performance of the membranes was examined under different feed pressures (3-8 bar) and operating temperatures (25-50°C). Morphological and structural characterizations of the membranes were evaluated using scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), density and solvent-induced swelling measurements. The gas permeability measurements through the constant-volume method showed the permeability of two gases increased in the presence of zeolite 4A nanoparticles in the polymer matrix. Calculation of diffusivity coefficients of gases revealed that improvement in the diffusivity of all gases into membrane matrix was the main reason for permeability enhancement. In addition, the increase in the CO2/N2 ideal selectivity with the presence of zeolite 4A nanoparticles in the polymer matrix was attributed to the increment in CO2/N2 diffusion selectivity. Under optimum condition, with the addition of 10 wt% zeolite 4A nanoparticles into the membrane matrix, the CO2 permeability increased from 20.81 to 35.24 Barrer and its related selectivity increased 20% compared to that of neat EVA membrane. Furthermore, the membrane performances increased upon feed pressure rise, while the selectivity decreased with the increase in temperature. سهم قابل توجهی از پژوهش‌های انجام شده در زمینه جداسازی گاز کربن دی‌اکسید (CO2)، به‌عنوان مهم‌ترین چالش در کنترل گازهای گلخانه‌ای، به توسعه غشاهای پلیمری جدید اختصاص یافته است. در این باره، غشاهای ماتریس ترکیبی (MMMs)، یعنی ترکیبی از ذرات جامد پراکنده شده در شبکه پیوسته پلیمر، به‌عنوان راهکار مؤثری برای بهبود کارایی غشاهای پلیمری جداسازی گاز مطرح شده است. در این پژوهش، غشاهای ماتریس ترکیبی از کوپلیمر اتیلن وینیل استات (EVA) و زئولیت 4A به روش ریخته‌گری محلولی-تبخیر حلال ساخته شد و عملکرد آن‌ها در جداسازی CO2 از نیتروژن (N2)، در فشارهای 8-3 بار و دماهای عملیاتی مختلف 50-25 درجه بررسی شد. شکل‌شناسی و ساختار این غشاها با آزمون‌های میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM)، طیف‌سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC)، گرماوزن‌سنجی (TGA)، اندازه‌گیری چگالی و تورم حلالی بررسی شد. نتایج تراوایی گاز با استفاده از روش آزمون حجم ثابت نشان داد، تراوایی هر دو گاز در غشا با وجود ذرات زئولیت در شبکه پلیمر، به‌طور شایان توجهی افزایش می‌یابد. محاسبه ضرایب نفوذ گازها در شبکه غشا نشان داد، افزایش ضریب نفوذ با افزایش محتوای زئولیت، سهم عمده را در افزایش تراوایی گازها داشته است. همچنین، گزینش‌پذیری CO2/N2 با افزودن ذرات زئولیت در غشا به دلیل بهبود گزینش‌پذیری نفوذی ایده‌آل (DCO2/DN2) افزایش یافته است. در حالت بهینه، تراوایی CO2 از Barrer 81/20 برای غشای خالص به 24/35Barrer برای غشای دارای 10 درصد وزنی زئولیت افزایش یافت و گزینش‌پذیری ایده‌آل CO2/N2 مرتبط با آن نیز 20% زیاد شد. افزون بر این، عملکرد غشاها با افزایش فشار بهبود پیدا کرد. همچنین، افزایش دما موجب افت گزینش‌پذیری آن‌ها شد. http://jips.ippi.ac.ir/article_1379_6997e7849c7eca312526f05a636d8671.pdf

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 29 3 2016 08 22 Experimental Study on Oriented Mechanical, Rheological and Optical of a Multi-Walled Carbon Nanotube/Polymethyl Methacrylate Anisotropic Nanocomposite مطالعه تجربی خواص مکانیکی جهت‌یافته، رئولوژی و نوری نانوکامپوزیت ناهمسانگرد نانولوله‌های کربن چنددیواره-دی‌متیل‌متاکریلات 249 263 1380 10.22063/jipst.2016.1380 FA ایوب کریم‌زاد قویدل ارومیه، دانشگاه ارومیه، دانشکده مهندسی مکانیک، گروه مهندسی ساخت و تولید، صندوق پستی 315-51665 محمدرضا شبگرد تبریز، دانشگاه تبریز، دانشکده مهندسی مکانیک، گروه مهندسی ساخت و تولید، صندوق پستی 516661647 طاهر ازدست ارومیه، دانشگاه ارومیه، دانشکده مهندسی مکانیک، گروه مهندسی ساخت و تولید، صندوق پستی 315-51665 Journal Article 2016 09 07 In order to achieve better mechanical properties of the nanocomposites containing carbon nanotubes, the carbon nanotubes should be oriented in a specific direction in the polymer matrix. This produces nanocomposites with anisotropic properties. Experimental study on the effect of injection direction and carbon nanotubes orientation on the mechanical properties of a multi-walled carbon nanotube (MWCNT)/polymethyl methacrylate (PMMA) anisotropic nanocomposite is the main aim of this article. Therefore, variable input factors including MWCNT concentration (0, 0.5, 1 and 1.5 wt%) and its in-flow and perpendicular directions were studied. First, nanocomposites were produced by co-rotating twin-screw extrusion. After that the nanocomposite sheets were fabricated by injection molding and test samples were cut into standard dimensions by laser cutting. The parameters including elastic module, yield strength, elongation, impact strength and hardness were studied. In addition, the effect of MWCNT on the melt flow index and optical properties was studied. Morphology of nanocomposites was carried out by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Increasing the elastic modulus by about 51%, tensile strength by 19% and elongation by 27% with addition of 1.5 %wt MWCNTs were also found. The results also illustrated that the elastic modulus improved by 10% and tensile strength by 13 % in the direction perpendicular to the flow direction. Yet more elongation was observed in in-flow direction. A little drop in hardness, a slight increase in impact strength and a decrease in luster and transparency by increases in MWCNTs loading were other noticeable results. A reduction in melt flow impact from 11 to 6.3 g/10min was another remarkable finding. برای دستیابی به خواص مکانیکی بهتر در نانوکامپوزیت‌های حاوی نانولوله‌های کربن لازم است، این اجزا جهت‌گیری مشخصی در پلیمر پایه داشته باشند. مطالعه تجربی آثار جهت تزریق و جهت‌گیری نانولوله‌های کربن بر خواص مکانیکی نانوکامپوزیت ناهمسانگرد نانولوله‌های چنددیواره کربن-پلی‌متیل‌متاکریلات هدف اصلی این مقاله است. بدین منظور، پارامترهای درصد وزنی نانولوله‌های کربن در چهار سطح 0، 0.5، 1 و %1.5 وزنی برای مطالعه در دو راستای موازی با جهت تزریق و عمود بر آن به‌عنوان ورودی مطرح شد. ترکیب‌های مدنظر با فرایند ذوب-اختلاط با استفاده از اکسترودر دوپیچی ناهمسوگرد تولید شد. سپس، نمونه‌های ورق نانوکامپوزیتی به روش قالب‌گیری تزریقی تهیه شده و با استفاده از لیزر به شکل نمونه‌های استاندارد آزمون‌ها بریده شدند. مدول کشسانی، استحکام تسلیم، ازدیاد طول، استحکام ضربه‌ای و سختی نیز به‌عنوان خروجی مطرح و اثر نانولوله‌های کربن بر شاخص جریان مذاب و خواص نوری مطالعه شد. ساختار نانوکامپوزیت‌های تهیه شده با میکروسکوپی الکترونی پویشی و عبوری بررسی شد. افزایش %51 مدول کشسانی، %19 استحکام تسلیم و %27 ازدیاد طول با وجود %5/1 نانولوله‌ها از نتایج به‌دست آمده است. همچنین بررسی‌ها نشان داد، نانوکامپوزیت‌های تولید شده %10 مدول کشسانی و %13 استحکام تسلیم بیشتری در راستای عمود بر جریان تزریق نشان می‌دهند. اما، ازدیاد طول بیشتر در راستای موازی با تزریق مشاهده شد.کاهش ناچیز مقدار سختی، افزایش جزئی استحکام ضربه‌ای و نیز کاهش براقیت و شفافیت با افزایش نانولوله‌ها نیز از سایر نتایج قابل ذکر است. همچنین، نتایج کاهش شاخص جریان مذاب از 11g/10min به 6.3g/10min را نشان دادند.

http://jips.ippi.ac.ir/article_1380_2ab51ef9c9ff6eef5b4d9050b10a91d7.pdf

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 29 3 2016 08 22 Synthesis and Characterization of Iron Magnetic Nanocomposite Hydrogel Based on Modified Sodium Carboxymethyl Cellulose Using Acrylamide and Acrylic Acid and Investigation of Drug Delivery Properties سنتز و شناسایی هیدروژل نانوکامپوزیتی آهن برپایه کربوکسی متیل سلولوز اصلاح شده با آکریل آمید و آکریلیک اسید و بررسی خواص دارورسانی آن 265 275 1381 10.22063/jipst.2016.1381 FA مهدی گرامی‌پور کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرج، گروه شیمی، صندوق پستی 313-31485 مهران کردتبار کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرج، گروه شیمی، صندوق پستی 313-31485 قاسم رضانژاد بردجی قزوین دانشگاه پیام نور قزوین، گروه شیمی، کد پستی 14917-34199 Journal Article 2016 09 07 Hydrogels are three-dimensional polymer networks that can absorb and retain a huge amount of aqueous fluids even under certain pressure, but do not dissolve in water. They are responsive to environmental stimulants such as pH and ionic strength of the solution. In this study, a series of novel sodium carboxymethyl cellulose-based hydrogel nanocomposites were synthesized using acrylamide comonomer in the presence of iron magnetic as crosslinker and acrylic acid ammonium persulfate (APS) comonomer as initiator. All reaction variables affecting the water absorbency of the hydrogel nanocomposite including the concentration of crosslinking agent and initiator, and comonomers ratio were optimized in order to achieve the maximum absorption capacity. The experimental data showed that the hydrogel nanocomposite exhibited improved swelling capacity compared to the nanoparticel-free hydrogel. In addition, optimized hydrogel nanocomposite showed a good water uptake ability and the equilibrium swelling capacity was achieved within the initial 10 min. In examining the quality of the synthesized hydrogel nanocomposite, the amount of absorption in saline solutions of different concentrations was measured. Furthermore, the swelling behavior of hydrogel nanocomposite in solutions with different pH values was evaluated. The chemical structure of the hydrogel nanocomposites was characterized by means of transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), vibrating sample magnetometry (VSM), thermogravimetry analysis (TGA), derivative thermogravimetry (DTG) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). In order to study the drug delivery and drug release behavior, the release of sodium diclofenac as a model drug from synthesized hydrogel nanocomposite was examined in two acidic and basic buffer environments. The results indicated that this hydrogel nanocomposite may be an appropriate alternative for drug release processes in human body. هیدروژل‌ها شبکه‌های پلیمری سه بعدی هستند که قابلیت نفوذ و نگهداری مقادیر بسیار زیادی از محلول‌های آبی را حتی با اعمال فشار خارجی دارند، بدون اینکه در آن حل شوند. این ترکیبات به شرایط محیطی مانند pH و قدرت یونی محلول حساس هستند. در این پژوهش، مجموعه‌ای از هیدروژل‌های نانوکامپوزیتی جدید برپایه کربوکسی متیل سلولوز با استفاده از آکریل آمید و آکریلیک اسید به‌عنوان هوموپلیمر در مجاورت نانوذرات آهن به‌عنوان شبکه‌ساز و آمونیوم پرسولفات (APS) به‌عنوان آغازگر تهیه شد. تمام عوامل متغیر مؤثر بر واکنش جذب آب به وسیله هیدروژل نانوکامپوزیت، با افزایش غلظت عوامل شبکه‌ساز، آغازگر و نسبت مونومرها برای رسیدن به بیشینه جذب، بهینه‌سازی شد. نتایج تجربی حاکی از این است که هیدروژل‌های نانوکامپوزیتی بهینه‌سازی شده در مقایسه با هیدروژل‌های بدون نانوذرات رفتار تورمی بهتری نشان می‌دهند. برای مثال هیدروژل نانوکامپوزیتی بهینه‌سازی شده به خوبی نشان داد، قابلیت جذب آب و خاصیت تورم تعادلی در 10 دقیقه ابتدایی انجام می‌شود. همچنین، رفتار تورمی هیدروژل نانوکامپوزیتی در محلول‌های با pH متفاوت ارزیابی شد. ساختار شیمیایی هیدروژل نانوکامپوزیتی تهیه شده با میکروسکوپی الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM)، مغناطیس‌سنجی نمونه مرتعش (VSM)، گرماوزن‌سنجی (TGA)، گرماوزن‌سنجی مقایسه‌ای (DTG) و طیف‌سنجی زیرقرمز (FTIR) تأیید شد. برای مطالعه خاصیت دارورسانی و رهایش کنترل شده دارو، رهایش سدیم دیکلوفناک به عنوان مدل دارو از هیدروژل نانوکامپوزیتی سنتز شده در دو محیط بافری اسید و قلیا بررسی شد. نتایج نشان داد، هیدروژل‌های مزبور ممکن است، برای فرایندهای رهایش دارو در بدن انسان مناسب باشند.

http://jips.ippi.ac.ir/article_1381_5290ff532fb4abf454953bb9190f8489.pdf

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 29 3 2016 08 22 Effect of Hyperbranched Polymers on Curing Behavior of UV Curable Inks in Inkjet Printing اثر پلیمرهای پرشاخه بر رفتار پخت مرکب چاپ جوهرافشان فرابنفش پز 276 285 1382 10.22063/jipst.2016.1382 FA سمانه جعفری‌فرد تهران، مؤسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش، گروه پژوهشی علوم و فناوری چاپ، صندوق پستی 654-16765 سعید باستانی تهران، مؤسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش، گروه پژوهشی علوم و فناوری چاپ، صندوق پستی 654-16765 آتشه سلیمانی گرگانی تهران، مؤسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش، گروه پژوهشی علوم و فناوری چاپ، صندوق پستی 654-16765 مرتضی گنجایی ساری تهران، مؤسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش، گروه پژوهشی نانوفناوری، صندوق پستی 654-16765 Journal Article 2016 09 07 A high quality and high resolution printing can be rapidly created by inkjet printing technology. Inkjet printing is one of the most economic printing methods and ink waste in this technique is very low. Inkjet process provides printing on any type of substrates. The UV curable inks are special types of printing inks that have been widely used in the last decades. The use of UV curable inks is more attractive in inkjet printing technology in comparison to other methods of printing. The most important advantage of UV curable inks in this method is that they are VOC-free and compatible and have good adhesion on many types of substrates. In this research, the effect of hyperbranched polymers on the curing behavior of UV curable inks was investigated. Two types of hyperbranched polymers with hydroxyl and fatty acid chain terminal groups were used in ink formulations. The effect of hyperbranched polymers on the curing behavior of UV curable ink was investigated by real-time FTIR analysis. The results showed that the hyperbranched polymers could improve curing process by increasing the conversion rate of the third curing stage. All ink formulations containing hyperbranched polymers showed higher conversion than a neat sample. The highest conversion was 77 % for the blend containing a hyperbranched polymer with hydroxyl end groups while the neat sample showed a final conversion of 55%. UV curable inks in inkjet process containing hyperbranched polymers with hydroxyl end groups showed a higher final conversion than neat sample. چاپ جوهرافشان سریع، با کیفیت بسیار خوب و دقت زیاد است. مقدار هدررفت مرکب در این نوع از چاپ بسیار کم و ناچیز است. همچنین، فرایند چاپ جوهرافشان قابلیت اعمال چاپ بر هر زیرآیندی را ممکن می‌سازد. مرکب‌های تابش‌پز نوع ویژه‌ای از مرکب‌های مصرفی در انواع روش‌های چاپ هستند که در سال‌های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. از این میان مقدار استفاده از این مرکب‌های تابش‌پز در چاپ جوهرافشان پیشرفت بیشتری را در مقایسه با سایر روش‌های چاپ نشان می‌دهد. مهم‌ترین مزیت این مرکب‌ها نبود حلال فرار در فرمول‌بندی آن‌هاست. از این نوع مرکب می‌توان برای چاپ روی انواع زیرآیند استفاده کرد. در این پژوهش، اثر پلیمرهای پرشاخه بر روند پخت آمیخته‌های تابش‌پز بررسی شده است. دو نوع پلیمر پرشاخه با عوامل انتهایی هیدروکسیلی و زنجیرهای اسید چرب با ترکیب درصدهای مختلف در آمیخته مرکب جوهرافشان تابش‌پز به‌کار رفت. اثر این ساختارهای پرشاخه بر روند پخت مرکب تابش‌پز با استفاده از آزمون RT-FTIR بررسی شد. نتایج نشان داد، پلیمرهای پرشاخه با افزایش سرعت تبدیل پیوندهای دوگانه در مرحله سوم پلیمرشدن، موجب بهبود روند پخت می‌شوند. همه نمونه‌ها به غیر از نمونه حاوی %2 از پلیمر پرشاخه با گروه‌های انتهایی اسید چرب (دارای تبدیل نهایی %50) مقادیر تبدیل نهایی بیشتری نسبت به نمونه بدون پلیمر پرشاخه نشان دادند. بیشترین مقدار تبدیل، %77 مربوط به آمیخته حاوی %5 از پلیمر پرشاخه با گروه‌های انتهایی هیدروکسیلی بود، در حالی که نمونه بدون پلیمر پرشاخه مقدار تبدیل نهایی %55 را نشان داد. http://jips.ippi.ac.ir/article_1382_9a70e38ba54546730c2a45e8f534d7d6.pdf

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 29 3 2016 08 22 Effect of Pluronic Introduction to Polycaprolactone Substrate on the Blend Hydrophilicity by Molecular Dynamic Simulation اثر افزودن پلورونیک به بستر پلی‌کاپرولاکتون برای افزایش آبدوستی آمیخته با روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی 286 300 1383 10.22063/jipst.2016.1383 FA محمد مسعود میرحسینی تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، صندوق پستی 4413-15875 وحید حدادی اصل تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، صندوق پستی 4413-15875 سید شهروز زرگریان تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، صندوق پستی 4413-15875 Journal Article 2016 09 07 Poly()ε-caprolactone) ()PCL) has been widely investigated for medical applications because of its good physicochemical properties; however hydrophobic nature of PCL has been a colossal obstacle toward achieving scaffolds which offer satisfactory cell attachment and proliferation. To date, different methods have been proposed to lower the hydrophobicity of PCL. Moreover, molecular dynamic simulation (MD) is an excellent method to predict and study the chemical and physical properties of polymeric systems. To this end, MD study was assigned to evaluate the PCL/Pluronic blend. Moreover, some experimental data on PCL/Pluronic blend were collected and compared with the simulated results. Thermodynamic properties of neat and blended PCL were also calculated using MD simulation. The blend of PCL/Pluronic possessed lower density and higher free volume in comparison with neat PCL because of high mobility and low glass transition temperature of Pluronic chains and due to good molecular interactions between polypropylene oxide blocks of Pluronic and PCL. The ratio of the bulk to shear modulus revealed a toughened PCL blended substrate in comparison to its pure form. Moreover, a high interaction energy between the PCL/Pluronic blend and water molecules was observed due to the thermodynamically favored interactions of polyethylene oxide blocks of Pluronic and water molecules. Mean square displacement of water molecules at the bulk and in the surface of water layer placed in the vicinity of neat and blended PCL was calculated. The results revealed a difference between the behavior of the bulk and interfacial water molecules. Water contact angle measurements were carried out in order to evaluate the simulation results and demonstrated a considerable improvement in hydrophilicity of the PCL thin layers when blended with Pluronic. از پلی‌کاپرولاکتون به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی مناسب به طور گسترده در کاربردهای پزشکی استفاده میشود. با وجود این، آبگریزی ذاتی این پلیمر مانعی در جهت رسیدن به چسبندگی، رشد و تکثیر سلولی مطلوب در مقایسه با سایر پلیمرهای آبدوست زیست‌سازگار است. تاکنون روش‌های متفاوتی برای کاهش آبگریزی پلی‌کاپرولاکتون پیشنهاد شده است. همچنین، شبیه‌سازی دینامیک مولکولی روش مناسبی برای پیش‌بینی و بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی سامانه‌های پلیمری است. در همین راستا، آمیخته‌سازی پلی‌کاپرولاکتون با پلورونیک در این مطالعه، شبیه‌سازی و بررسی شد. خواص ترمودینامیکی حاصل از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برای دو سامانه محاسبه و تحلیل شد. تحرک کم و زیادبودن دمای انتقال شیشه‌ای زنجیر‌های پلورونیک نسبت به پلی‌کاپرولاکتون و برهم کنش مناسب قطعه‌های پلی‌پروپیلن‌ اکسید با پلی‌کاپرولاکتون به‌عنوان دلایل اصلی کاهش چگالی و افزایش حجم آزاد سامانه پلی‌کاپرولاکتون-پلورونیک نسبت به پلی‌کاپرولاکتون خالص درنظر گرفته شد. با بررسی نسبت مدول توده به برشی، چقرمه‌ترشدن آمیخته پلی‌کاپرولاکتون نسبت به حالت خالص آشکار شد. از طرفی، بیشتربودن انرژی برهم‌کنش سامانه پلی‌کاپرولاکتون-پلورونیک نسبت به پلی‌کاپرولاکتون خالص با آب نشان‌دهنده آبدوست‌تربودن آمیخته به علت تما‌یل زیاد ترمودینامیکی قطعه‌های آبدوست پلی‌اتیلن‌ اکسید به مولکول‌های آب است. در نهایت، جابه‌جایی مربع میانگین برای مولکول‌های توده و بین‌سطحی آب در مجاورت دو سامانه پلیمری محاسبه شد. نتایج گویای تفاوت رفتار مولکولی لایه آب بین‌سطحی و فاز آب توده است. در راستای اعتبارسنجی نتایج حاصل از شبیه‌سازی، آزمون زاویه تماس آب انجام شد. کاهش زاویه تماس آب نشان‌دهنده افزایش آبدوستی فیلم نازک پلی‌کاپرولاکتون-پلورونیک نسبت به پلی‌کاپرولاکتون خالص است. http://jips.ippi.ac.ir/article_1383_4a8f0e7668a492393a133d2813ce0813.pdf