پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 31 3 2018 08 23 Temperature-Responsive Hydrogels: Materials, Mechanisms and Biological Applications هیدروژل‌های پاسخگو به دما: مواد، سازوکارها و کاربردهای زیستی 211 237 1581 10.22063/jipst.2018.1581 FA رقیه معرفت سیدلر تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، صندوق پستی 112- 14975 محمد ایمانی تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، صندوق پستی 112- 14975 محمد عطایی تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، صندوق پستی 112- 14975 0000-0002-9764-6734 عزیزاله نودهی تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، صندوق پستی 112- 14975 Journal Article 2018 09 16 During the last decades, an increasing attention has been paid to pharmaceutical and biomedical applications of queous polymeric solutions which respond in accordance to the changes in their environmental conditions i.e., stimuli by turning into in situ forming hydrogels. Of all the stimuli-responsive hydrogels, temperature-responsive solutions have been widely investigated due to their simplicity, applicability and relatively high frequency of temperature-responsiveness, in situ gelling polymeric (natural or synthetic) systems. In contrast with the conventional hydrogels, in situ forming temperature-responsive hydrogels can form under physiological conditions and preserve their morphological integrity for a definite time course. Using the materials makes it easier to formulate pharmaceutical formulations by mixing polymer and drug, and also improve the dissolution of hydrophobic drugs with low molecular weight. Due to the simplicity of the pharmaceutical formulation by simple solution mixing, biocompatibility and convenient usage these materials can be used in biomedical and pharmaceutical fields for tissue engineering, solubilizing of sparingly soluble drug molecules, controlled delivery of drugs and biomacromolecules, such as proteins and genes. In this review, temperature-responsive hydrogels are studied regarding their classification, applications and thermodynamics. Moreover, temperature-responsiveness mechanisms, polymeric gels, recent advances in surface, hydrogel and molecular design and biomedical application are investigated. Also, this review focuses on recent investigation based on the designs of temperature-responsive micelles and intelligent bioconjugates. Finally, limitations and potentials of applications of the temperature-responsive in situ forming hydrogels have been reported. The reported information in this paper are necessary to design and develop a desirable temperature-responsive hydrogels with different characteristics and applications. در چند دهه اخیر، توجه بسیاری به کاربردهای دارویی و زیست‌پزشکی پلیمرهایی جلب شده است که محلول آبی آن‌ها بتواند در پاسخ به محرک‌های حاصل از تغییر شرایط محیطی درجا، هیدروژل تشکیل دهد. از این میان، محلول‌های پلیمری ژل‌شونده در اثر دما به دلیل سادگی، کاربردی‌بودن و فراوانی نسبی سامانه‌های پلیمری (طبیعی و سنتزی) ژل‌شونده در پاسخ به تغییر دما بیشتر بررسی و گزارش شده‌اند. برخلاف هیدروژل‌های مرسوم، هیدروژل‌هایی که در اثر محرک دما درجا تشکیل می‌شوند، در شرایط فیزیولوژی امکان تشکیل دارند و می‌توانند یکپارچگی توده خود را در دوره زمانی معین حفظ کنند. کاربرد چنین موادی توسعه فرمول‌بندی‌های دارویی با اختلاط محلول پلیمر و دارو را ساده‌تر می‌کند و می‌توان با استفاده از آن‌ها انحلال داروهای آب‌گریز با وزن مولکولی کم را بهبود داد. به علت آسانی فرمول‌بندی محصولات دارویی با انجام فرایند ساده اختلاط دارو(ها) با این مواد، زیست‌سازگاری و امکان کاربردهای فراوان می‌توان از آن‌ها در زمینه‌های پزشکی و دارویی با هدف مهندسی بافت، انحلال داروهای کم‌محلول و رهایش کنترل‌شده داروها و درشت‌مولکول‌های زیستی مانند پروتئین‌ها و ژن‌ها بهره برد. در این مقاله، هیدروژل‌های حساس به دما به لحاظ طبقه‌‌بندی، کاربرد و ترمودینامیک تشکیل مطالعه شده‌اند. افزون بر این، سازوکار پاسخگویی هیدروژل‌ها به دما، پلیمرهای ژل‌شونده، پیشرفت‌های اخیر در طراحی مولکولی، سطوح و هیدروژل و نیز کاربردهای زیستی آن‌ها بررسی شده است. همچنین، مطالعات اخیر در زمینه میسل‌ها و مزدوج‌های زیستی هوشمند مرور شده است. در نهایت، محدودیت‌ها و قابلیت‌های کاربرد هیدروژل‌های حساس به دمای تشکیل‌شونده درجا گزارش شده است. اطلاعات گزارش شده در این مقاله برای طراحی و توسعه سامانه‌های ژلی پاسخگو به دما با کاربرد و خواص مختلف ضروری است.

http://jips.ippi.ac.ir/article_1581_1d5ca6ba8507e629cd98275a5ced611a.pdf

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 31 3 2018 08 23 Synthesis of Branched Polymers and Dispersion of Nanosilica and the Effect of Their Interaction on Hydrated Cement Morphology سنتز پلیمرهای شاخه‌دار و پراکنش نانوذرات سیلیکا و اثر برهم‌کنش آن‌ها بر شکل‌شناسی سیمان آبدار شده 239 250 1584 10.22063/jipst.2018.1584 FA محمدرضا رستمی درونکلا تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده مهندسی، گروه مهندسی پلیمریزاسیون، صندوق پستی: 112- 14975 مهرداد فلاح تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده مهندسی، گروه مهندسی پلیمریزاسیون، صندوق پستی: 112- 14975 Journal Article 2018 10 14 Hypothesis: Dispersion and stabilization of silica nanoparticles are novel approach in the synthesis of hybrid materials in interacting with cement particles. Branched polymers are able to enhance the dispersion and stability of these nanoparticles. Dispersed nanosilica and branched polymers have direct effects on the microstructure of cement. These materials have wide applications in concrete technology. Methods: Various branched polymers were synthesized through in situ radical polymerization of acrylic acid, maleic anhydride and polyethylene glycol methyl ether methacrylate (Mn=950 g/mol) in presence of nanosilica with different contents. Findings: The molecular structures of the synthesized branched polymers were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), proton nuclear magnetic resonance (1H NMR) and gel permeation chromatography (GPC) methods. Thermogravimetric analysis was used to identify the nature of interactions between the branched polymers and nanoparticles. The dispersion state of nanosilica particles within branched polymer solution was studied by dynamic light scattering (DLS) and scanning electron microscopy (SEM) analysis. The results showed a low dispersion in acidic conditions due to agglomeration of nanosilica in the cement. Furthermore, after 30 min sonication, in a neutralized condition, the nanoparticles were dispersed well. In addition, the dispersibility of nanosilica dropped with increases in nanosilica loading. The SEM images showed good dispersion of nanoparticles in the cement medium. It was also demonstrated that the branched polymer had a great influence on the morphology of crystal structure formation in the hydrated cement. The SEM images revealed the best distribution of nanoparticles with 4.7 weight percent nanosilica in the presence of neutralized branching polymers under sonication. From the EDAX results it was also found that the nanosilica particles and branched polymers were dispersed well in the cement medium. انواع پلیمرهای شاخه‌دار از واکنش پلیمرشدن درجای رادیکالی آزاد مونومرهای آکریلیک اسید (AA)، مالئیک انیدرید (MA) و پلی‌اتیلن گلیکول متیل‌اتر متاکریلات با وزن مولکولی 950g/mol (PEGMA) با درصدهای مختلف از نانوذرات سیلیکا سنتز شدند. شناسایی ساختاری این ترکیبات با روش‌های طیف‌سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، رزونانس مغناطیسی هسته هیدروژن (1HNMR) و سوانگاری ژل تراوایی (GPC) انجام شد. نتایج بررسی برهم‌کنش میان پلیمرهای شاخه‌دار با نانوذرات با گرماوزن‌سنجی (TGA‌) نشان داد، در شرایط اسیدی پیوندهای هیدروژنی میان عاملیت‌های موجود در زنجیر پلیمری با سطح نانوذرات بسیار قوی‌تر از شرایط خنثی است. همچنین، نوع برهم‌کنش میان عاملیت‌های موجود در زنجیر پلیمری با گروه‌های هیدروکسی موجود در سطح نانوذرات در شرایط اسیدی و خنثی متفاوت است. بررسی پراکنش نانوذرات سیلیکا در مجاورت پلیمرهای شاخه‌دار با استفاده از روش‌های پراکندگی نور دینامیکی (DLS) و میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) انجام شد. نتایج نشان داد، در شرایط اسیدی اندازه ذرات بسیار بزرگ بوده و پراکنش به‌خوبی انجام نشد. در شرایط خنثی و پس از صوت‌دهی، نیز پراکنش نانوذرات به‌خوبی انجام شد. همچنین، با افزایش درصد وزنی نانوذرات از %7/4 به %23 وزنی، مقدار پراکنش نانوذرات کمتر ‌شد. افزون براین، نتایج SEM مربوط به سطح مقطع سیمان نشان داد، نانوذرات پراکنده شده به‌خوبی درون سیمان توزیع می‌شوند و پلیمرهای شاخه‌دار روی شکل‌شناسی ساختار بلور‌های ایجاد شده در سیمان اثر شایان توجهی دارند. نتایج پراش پرتو X با انرژی پاشنده (EDAX) نشان داد، پلیمرهای شاخه‌دار و نانوذرات به‌خوبی درون سیمان پخش شدند.

http://jips.ippi.ac.ir/article_1584_6ffeeaf269b56701b4896d86b9c8662c.pdf

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 31 3 2018 08 23 Effect of Organo-clay Modifier and Compatibilizer on the Morphological Development and Cold Crystallization Kinetics of Polylactide/Polyethylene/Montmorillonite Nanocomposites اثر اصلاح‌کننده نانوخاک‌رس و سازگارکننده بر توسعه شکل‌شناسی و سینتیک بلوری‌شدن سرد نانوکامپوزیت‌های پلی‌لاکتید-پلی‌اتیلن-مونت‌موریلونیت 251 264 1585 10.22063/jipst.2018.1585 FA علی صمدی ارومیه، دانشگاه ارومیه، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی: 165 مهدی حاجی عبدالرسولی بندرعباس، دانشگاه هرمزگان، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی صنایع، صندوق پستی: ۳۹۹۵ امیر بابایی گرگان، دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی: 155 Journal Article 2018 10 14 Hypothesis: Among available bioplastics, polylactide exhibits superior properties, including high modulus, good processability, and compostability. However, some disadvantages, such as brittleness and low thermal resistance limit its application in some fields. In order to overcome the limitations of polylactide, it is usually modified by addition of nanoparticles or by blending with other thermoplastics. Methods: Polylactide/polyethylene (PLA/PE)-based nanocomposites were prepared using 4 phr commercially modified montmorillonite (Cloisite 30B or Cloisite 20A) and polyethylene-g-maleic anhydride compatibilizer (PE-g-MA) by melt blending technique. The structure and morphology development and also the cold crystallization kinetics of the samples were investigated using X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), differential scanning calorimetry (DSC) techniques and melt linear and non-linear viscoelastic measurements. Findings: The XRD results showed that polymer intercalation into the clay galleries in PLA/PE/Cloisite 30B was higher than that in PLA/PE/Cloisite 20A. The rheological results along with the calculated data of wetting parameter showed that Cloisite 20A in blend nanocomposite could reduce the droplet size through three different mechanisms a: localization of the organoclay in the interface b: increasing the viscosity of PLA matrix and c: decreasing the extent of coalescence process. The FE-SEM micrographs showed that the nodular morphology of PLA/PE/Cloisite 30B changed to a non-nodular morphology in PLA/PE/Cloisite20A. The melt linear and non-linear viscoelastic measurements showed that a stronger 3D-network structure was formed in PLA/PE/Cloisite 20A compared to that in PLA/PE/Cloisite 30B. It was implied that the crystallization rate followed the Avrami equation with the exponent n of around 2. The results also showed that the addition of compatibilizer (PE-g-MA) into PLA/PE/Cloisite 20A or PLA/PE/Cloisite30B decreased modified crystallization rate constant (Zc), because the cold crystallization rates of compatibilized blend nanocomposites were lower than those of uncompatibilized blend nanocomposites and the role of compatibilizer in the transfer of partial organoclays from PLA matrix into the droplets. اثر انواع اصلاح‌کننده نانوخاک‌رس مونت‌موریلونیت (MT2EtOH و 2M2HT) و سازگارکننده (PE-g-MA) بر توسعه ساختار، شکل‌شناسی و سینتیک بلورینگی سرد آمیخته‌های نانوکامپوزیتی پلی‌لاکتید-پلی‌اتیلن دارای 4phr مونت‌موریلونیت اصلاح‌شده تجاری (کلویزیت 20A و 30B) بررسی شد. توسعه ساختار شکل‌شناسی و سینتیک بلورینگی سرد آمیخته‌های پلیمری نانوکامپوزیتی با روش‌های پراش پرتو X، میکروسکوپی الکترونی پویشی، گرماسنجی پویشی تفاضلی و اندازه‌گیری‌های گرانروکشسانی حالت مذاب خطی و غیرخطی بررسی شد. نتایج پراش پرتو X ساختار میان‌لایه‌ای‌شده در آمیخته‌های نانوکامپوزیتی پلی‌لاکتید-پلی‌اتیلن دارای نانوخاک‌رس کلویزیت 20A یا کلویزیت 30B را نشان داد. همچنین نتایج نشان داد، بیشینه مشخصه اصلی کلویزیت 30B در آمیخته نانوکامپوزیتی پلی‌لاکتید-پلی‌اتیلن-کلویزیت 30B در مقایسه با بیشینه مشخصه کلویزیت 20A در آمیخته نانوکامپوزیتی پلی‌لاکتید-پلی‌اتیلن-کلویزیت 20A به زاویه‌های کوچک‌تر منتقل شده‌اند. نتایج رئولوژی و ثابت‌های ترشوندگی نشان داد، مشارکت کلویزیت 20A در آمیخته پلی‌لاکتید-پلی‌اتیلن، طبق سه سازوکار شامل قرارگیری نانوخاک‌رس در فصل‌ مشترک آمیخته، افزایش گرانروی فاز ماتریس پلی‌‌لاکتید و کاهش فرایند به‌هم‌پیوستگی، به کاهش اندازه قطره‌های پلی‌اتیلن منجر می‌شود. تصاویر میکروسکوپی الکترونی پویشی نشان داد، شکل‌شناسی کروی آمیخته پلی‌لاکتید-پلی‌اتیلن دارای کلویزیت 30B به شکل‌شناسی غیرکروی در آمیخته دارای کلویزیت 20A تغییر می‌کند. نتایج گرانروکشسانی مذاب خطی و غیرخطی نشان داد، ساختار سه‌بعدی تشکیل شده در آمیخته نانوکامپوزیتی پلی‌لاکتید-پلی‌اتیلن-کلویزیت 20A در مقایسه با پلی‌لاکتید-پلی‌اتیلن-کلویزیت 30B قوی‌تر است. سرعت بلوری‌شدن آمیخته‌های نانوکامپوزیتی از معادله Avrami با ثابت 2 پیروی کرد. افزودن سازگارکننده به آمیخته‌های نانوکامپوزیتی پلی‌لاکتید-پلی‌اتیلن، به کاهش ثابت سرعت بلوری‌شدن اصلاح‌شده (Zc) منجر شد. سازگار‌کننده در آمیخته‌های نانوکامپوزیتی با انتقال بخشی از نانوخاک‌رس به فاز قطره موجب کاهش فرایند هسته‌گذاری و در نتیجه کاهش سرعت بلوری‌شدن سرد، نسبت به آمیخته‌های نانوکامپوزیتی بدون سازگارکننده شد.

http://jips.ippi.ac.ir/article_1585_e403ce220a522686fa120414db1ef9c7.pdf

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 31 3 2018 08 23 A Comparative Study of CO2-Responsive Worm-like Micelles Prepared by Macromolecules and Small Molecules مطالعه مقایسه‌ای میسل‌های کرم‌مانند پاسخگو به CO2 تهیه شده با درشت‌مولکول‌ها و کوچک‌مولکول‌ها 265 274 1586 10.22063/jipst.2018.1586 FA سجاد آور تهران، دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده علوم شیمی و نفت، گروه پلیمر و شیمی مواد، صندوق پستی: 4716-19839 عباس رضایی شیرین‌آبادی تهران، دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده علوم شیمی و نفت، گروه پلیمر و شیمی مواد، صندوق پستی: 4716-19839 Journal Article 2018 10 14 Hypothesis: Worm-like micelles triggered by carbon dioxide (CO2), as an abundant, inert, and green stimulus have recently attracted much interest. These materials have many potential applications, including heat transfer, rheological control, personal protection and enhanced oil recovery (EOR). An ideal CO2-responsive worm-like micelle reveals a reversible transition state (from sol to gel state and vice versa) in response to environmental changes. The most important feature of these systems during these transitions is that CO2 does not accumulate in the system upon repeated cycles. Herein, we prepared two types of materials based on 3-(dimethylamino)-1-propylamine sodium dodecyl sulfate (DMAPA-SDS) as a small molecule, and poly(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate-b-polymethyl mthacrylate)-SDS [(PDMAEMA-b-PMMA)-SDS] as a macromolecule to examine possible formation of CO2-responsive worm-like micelles. Methods: Amine groups in the structure of DMAPA and PDMAEMA-b-PMMA can be protonated and ionized to quaternary ammonium salts by CO2 bubbling and interact with SDS to possibly form a worm-like micelle through non-covalent electrostatic attraction. The viscosity and structural features of aqueous solutions were evaluated before and after being exposed to CO2 by rheometry and 1H NMR, respectively. The rheometry results showed shear thinning and gel-like behaviors at high shear rates and frequencies, respectively. Findings: The results showed that for a DMAPA-SDS small molecule an ideal reversible CO2-responsive worm-like micelle was formed and a sol-to-gel transition was observed, whereas in using a macromolecule an irreversible agglomeration occurred. The absence of reversible sol-gel transitions and the presence of heavy agglomeration for the (PDMAEMA-b-PMMA)-SDS macromolecule was attributed to entanglements of its long polymer chains. Therefore, DMAPA-SDS as small molecule with its ideal CO2-responsive worm-like micelle has potential in different useful applications, particularly in EOR. به‌تازگی مطالعه میسل‌های کرم‌مانند (WLMs) پاسخگو به گاز کربن دی‌اکسید (CO2) به‌عنوان محرک فراوان، بی‌اثر و سبز توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این مواد کاربردهای متعددی در زمینه‌های مختلف از جمله انتقال گرما، کنترل رئولوژی، محصولات حفاظت شخصی و ازدیاد برداشت نفت (EOR) دارند. سامانه ایده‌ال میسل کرم‌مانند پاسخگو به CO2 انتقالی برگشت‌پذیر بین حالت سل به ژل را نسبت به تغییرات محیط نشان می‌دهد. مهم‌ترین ویژگی سامانه‌های مزبور این است که هنگام چرخه‌های مکرر این انتقالات، CO2 تجمع پیدا نمی‌کند. در این مقاله، دو نوع متفاوت از مواد بر پایه 3-(دی‌متیل آمینو)-1-پروپیل آمین (DMAPA) و سدیم دودسیل سولفات (SDS)، و(DMAPA-SDS) به‌عنوان سامانه کوچک‌مولکول و کوپلیمر قطعه‌ای پلی(2-(دی‌متیل آمینو) اتیل متاکریلات و پلی‌متیل متاکریلات و SDS وSDS-(PDMAEMA-b-PMMA) به‌عنوان سامانه پلیمری به منظور امکان تشکیل میسل‌های کرم‌مانند پاسخگو به CO2 بررسی شدند. گروه‌های آمین در ساختار DMAPA و PDMAEMA-b-PMMA این قابلیت را دارند که با حباب‌زنی CO2 پروتون‌دار شده و به نمک‌های آمونیوم چهارتایی تبدیل شوند و با SDS از راه جاذبه الکتروستاتیک غیرکووالانسی برای تشکیل احتمالی میسل‌های کرم‌مانند برهم‌کنش داشته باشند. گرانروی و ویژ‌گی‌های ساختاری محلول‌های آبی این سامانه‌ها پیش و پس از قرارگرفتن در معرض CO2 با رئومتری و 1H NMR ارزیابی شد. نتایج به‌دست آمده از رئومتری رفتار رقیق‌شدن برشی و ژل‌مانند را به ترتیب در سرعت‌های برش و بسامدهای زیاد نشان داد. همچنین نتایج نشان داد، در سامانه کوچک‌مولکول DMAPA-SDS، میسل کرم‌مانند پاسخگو به CO2 به شکل ایده‌آل با مشاهده انتقالات برگشت‌پذیر سل-ژل تشکیل می‌شود در حالی ‌که در سامانه پلیمری (PDMAEMA-b-PMMA)-SDS کلوخه‌شدگی برگشت‌ناپذیر مشاهده شد. نبود انتقالات برگشت پذیر سل-ژل و کلوخه‌شدگی زیاد به گره‌خوردگی زنجیرهای بلند پلیمری نسبت داده شد.

http://jips.ippi.ac.ir/article_1586_c255b0434f5484d77cf19c3141b1625b.pdf

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 31 3 2018 08 23 Effect of Multi-Walled Carbon Nanotubes' Aspect Ratio and Purity on the Surface Morphology and Electrical Properties of Composite Nanofibers اثر نسبت منظری و خلوص نانولوله‌های کربن چنددیواره بر شکل‌شناسی سطح و خواص الکتریکی نانوالیاف کامپوزیتی 275 287 1587 10.22063/jipst.2018.1587 FA کمیل نصوری اصفهان، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی نساجی، صندوق پستی: 83111-84156 0000-0001-5177-2631 Journal Article 2018 10 14 Hypothesis: Electrospinning of nanoparticles/polymer solutions offers the potential to achieve novel composite nanofibers in a variety of high performance applications. In this respect, the aspect ratio and purity of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were examined to study the morphological and electrical properties of the electrospun composite nanofibers. Methods: In the first step, MWCNTs samples were characterized using scanning electron microscopy (SEM) and Raman spectroscopy. Next, nanocomposite solutions containing MWCNTs were prepared by physical dispersion method in presence of a non-ionic surfactant. Finally, the prepared composite solutions were loaded to a glass syringe and connected to a DC power supply device. The electrospinning was performed by applying a high voltage of 15kV between the needle and the rotating collector. Findings: It is generally accepted that a combination of G-band intensity and G/D ratio is useful to evaluate the purity and crystallinity of MWCNTs. The morphological properties of the electrospun composite nanofibers showed their high dependency on carbon nanotubes dimensions, so that at higher aspect ratios the morphological properties generally improved. The morphological analysis of the composite nanofibers revealed that the deformation of the nanofibers increased with increasing MWCNTs diameter. Very smooth surfaces of the composite electrospun nanofibers even with 1 wt% MWCNT concentration were successfully achieved because of the high stability of MWCNT dispersions. The composite nanofibers with higher purity and aspect ratio presented better electrical conductivity. The electrical conductivity of electrospun composite nanofibers could be adjusted from ~10–8 S/cm (insulator) to ~10–3 S/cm (conductor) by different aspect ratios and purities of MWCNTs. MWCNTs with high aspect ratio and high purity offer a promising way to develop electrospun composite nanofibers with improved morphological and electrical properties. الکتروریسی محلول‌های پلیمری دارای نانوذرات، نوعی قابلیت تولید نانوالیاف کامپوزیتی نوین برای کاربردهای کارآمد است. در پژوهش حاضر، آثار نسبت منظری و خلوص نانولوله‌های کربن چنددیواره (MWCNTs) بر خواص ساختاری و الکتریکی نانوالیاف کامپوزیتی تولید شده با روش الکتروریسی بررسی شده‌اند. ابتدا، نانولوله‌های کربن مصرفی با استفاده از میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) و طیف‌سنجی رامان مطالعه شدند. سپس، پراکنش برای تهیه محلول‌های نانوکامپوزیتی دارای MWCNTs به روش فیزیکی و با استفاده از ماده سطح‌فعال غیریونی انجام شد. در انتها، محلول‌های کامپوزیتی تهیه شده به سرنگ شیشه‌ای متصل به منبع تغذیه جریان DC اضافه شدند و فرایند الکتروریسی با استفاده از ولتاژ kV 15 بین سوزن و جمع‌کننده انجام شد. نتایج حاکی از وابستگی خلوص و بلورینگی نانولوله‌های کربن به شدت پیک G و نسبت پیک‌های G/D است. خواص ساختاری نانوالیاف کامپوزیتی نشانگر وابستگی شدید آن به ابعاد نانولوله‌های کربن است، به‌طوری که در نسبت‌های منظری بیشتر، خواص ساختاری نانوالیاف بهبود می‌یابد. تحلیل ساختاری نانوالیاف کامپوزیتی نشانگر تغییر ساختار نانوالیاف با افزایش قطر MWCNTs است. ساختارهای بسیار صاف از نانوالیاف کامپوزیتی دارای %1 وزنی نانولوله کربن حاکی از کیفیت پراکنش بسیار مناسب نانولوله‌های کربن روی ساختار نانوالیاف تولید شده است. نانوالیاف کامپوزیتی با مقدار خلوص و نسبت منظری ییشتر، خواص الکتریکی مطلوب‌تری دارند. همچنین، مقدار رسانندگی الکتریکی نانوالیاف کامپوزیتی را می‌توان از مقادیر S/cm 10-8 (عایق) تا 3-10 S/cm (رسانا) با انتخاب نانولوله کربن با نسبت منظری و مقدار خلوص متفاوت تنظیم کرد. بنابراین، استفاده از نانولوله‌های کربن با نسبت منظری و خلوص بیشتر در ساختار نانوالیاف کامپوزیتی روش بسیار مناسبی برای توسعه ویژگی‌های ساختاری و عملکرد الکتریکی نانوالیاف الکتروریسی شده به‌شمارمی‌آید.

http://jips.ippi.ac.ir/article_1587_500bc18ae1ba63c4310cd855c1608a5c.pdf

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 31 3 2018 08 23 Effect of Graphene Nanoplatelets on Rheology, Tensile Properties and Curing Behavior of Nanocomposites Based on NBR/PVC Blends Prepared by Melt Intercalation Method اثر نانوصفحه‌های گرافن بر خواص رئولوژی و کششی و رفتار پخت نانوکامپوزیت‌های برپایه آمیخته‌های NBR/PVC تهیه شده با روش اختلاط مذاب 289 301 1588 10.22063/jipst.2018.1588 FA محمد برغمدی تهران، پژوهشگاه پلیمرو پتروشیمی ایران، پژوهشکده فرایند، گروه لاستیک، صندوق پستی 112-14975 0000-0002-9283-6301 محمد کرابی تهران، پژوهشگاه پلیمرو پتروشیمی ایران، پژوهشکده فرایند، گروه لاستیک، صندوق پستی 112-14975 0000-0002-7276-8786 میرحمیدرضا قریشی تهران، پژوهشگاه پلیمرو پتروشیمی ایران، پژوهشکده فرایند، گروه لاستیک، صندوق پستی 112-14975 سمیه محمدیان گزاز تهران، دانشگاه پیام نور، بخش فنی مهندسی، دانشکده مهندسی شیمی، گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی 3697-19395 Journal Article 2018 10 14 Hypothesis: Various properties of NBR depend extremely on acrylonitrile (ACN) content of rubber formulation. One of the regular blends of NBR is NBR/PVC. Moreover, as it is widely known nanographene, due to its high specific surface area, is a performance material for producing polymer nanocomposites and for improving thermal and mechanical properties. To study the effect of nanographene on curing, tensile and stress relaxation properties of nanocomposites is interesting and important in practical terms and quality. The hypothesis of this research is to demonstrate the effect of temperature on the physico-mechanical of nanocomposites filled with various amounts of nanographene. Methods: NBR/PVC/nanographene nanocomposites were prepared using NBR/PVC blends with a ratio of 70/30 and acrylonitrile butadiene rubber at acrylonitrile contents of 33% and 45%, incorporated with 0.5, 1.0 and 1.5 phr of nanographene by melt intercalation method using a two roll mill. PVC of 30 phr was mixed with the above compounding formulations in an internal mixer. The TEM images, tensile properties and RPA results (curing and stress relaxation behavior) were obtained and compared. The effect of temperature (25, 50, 75°C) on tensile properties was also studied. Findings: Nanographene increased the maximum curing torque, scorch time and curing time. Samples containing higher ACN percentage, showed higher maximum curing torque, scorch time and optimum cure time. In the stress relaxation test, it was observed that the increase in the amount of nanographene increased the initial modulus and reduced the final modulus of the nanocomposites in the uncured and cured states. In formulations with high CAN content, the initial and final moduli showed higher values. By increasing the nanographene content and formulations with higher CAN content, higher elastic and viscous slopes were observed. The tensile properties of nanocomposites, including tensile strength, elongation and modulus were increased by higher amount of nanographene. In addition, the tensile properties of nanocomposites at three different temperatures of 25, 50 and 75°C were investigated and compared. With increasing nanographene concentration and rising temperature, samples showed a much lower reduction in tensile strength and Young's modulus than those in unfilled sample. در این پژوهش، اثر نانوگرافن بر خواص پخت، کششی و رهایی از تنش نانوکامپوزیت‌های بر پایه آمیخته NBR/PVC با نسبت درصد 30/70 و لاستیک آکریلونیتریل بوتادی‌ان با دو مقدار زیاد %45 و متوسط %33 از آکریلونیتریل بررسی شد. نمونه‌ها با روش اختلاط مذاب تهیه شدند و همان‌طور که انتظار می‌رفت، با افزودن نانوگرافن به آمیخته‌ها، گشتاور پخت افزایش یافت. همچنین، زمان برشتگی (ایمنی) و زمان پخت بهینه به دلیل ممانعت فضایی صفحه‌های نانوگرافن و ایجاد تأخیر در پخت، افزایش شایان توجهی نشان داد. منحنی‌های پخت حاکی از اثر درخور توجه درصد آکریلونیتریل (ACN) بر خواص نانوکاموزیت‌های تهیه‌شده بود، به‌طوری که در نانوکامپوزیت‌های دارای درصد زیاد آکریلونیتریل، گشتاور بیشینه پخت، زمان برشتگی و زمان پخت بهینه افزایش یافت. در ادامه، در آزمون رهایی از تنش مشاهده شد، افزایش مقدار نانوگرافن، مدول اولیه را افزایش می‌دهد و سبب کاهش مدول نهایی نمونه‌ها در حالت پیش و پس از پخت می‌شود. همچنین، در نمونه‌های با درصد زیاد ACN، مدول اولیه و نهایی در آزمون رهایی از تنش مقادیر بیشتری را نشان می‌دهد. با افزایش مقدار نانوگرافن و استفاده از نمونه‌های با درصد زیاد ACN، شیب نواحی کوتاه و بلندمدت نمونه‌ها در آزمون رهایی از تنش، افزایش یافت. خواص کششی نمونه‌ها شامل استحکام کششی، ازدیاد طول تا پارگی و مدول یانگ با افزایش مقدار نانوگرافن افزایش یافت. در ادامه، خواص کششی نمونه‌ها در سه دمای مختلف 25، 50 و 75 درجه سانتی‌گراد بررسی و مقایسه شد. نتایج اثر دما بر خواص کششی نانوکامپوزیت بیانگر این است که با افزایش غلظت نانوگرافن، کاهش استحکام کششی و مدول یانگ با افزایش دما، نسبت به نمونه بدون نانوذرات بسیار کمتر است.

http://jips.ippi.ac.ir/article_1588_41f3b0c050abb9296d7f838ed407e7ca.pdf