پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 35 1 2022 04 21 Antibacterial Coatings Based on Waterborne Polyurethanes: A Review on Synthesis Methods, Properties and Applications پوشش‌های ضدباکتری بر پایه پلی‌یورتان‌های آب‌پایه‌: مروری بر روش‌های سنتز، خواص و کاربرد‌ها 3 23 1889 10.22063/jipst.2022.2949.2085 FA عباس محمدی اصفهان، دانشگاه اصفهان، دانشکده شیمی، گروه شیمی پلیمر، کدپستی ۷۳۴۴١-٨١۷۴٦ 0000-0002-5426-914X مهتاب اسلامیه اصفهان، دانشگاه اصفهان، دانشکده شیمی، گروه شیمی پلیمر، کدپستی ۷۳۴۴١-٨١۷۴٦ Journal Article 2021 09 18 Today, the prevalence of bacterial infections and their resulting human and financial losses has led scientists constantly to seek solutions to develop knowledge in controlling these pathogenic microorganisms. Bacterial adhesion and their growth on different surfaces cause the accumulation of these microorganisms and the formation of biofilms. These developed microcolonies can grow and detach from the surface and spread infections. Therefore, the best way to prevent spreading the infections and diseases is to prevent the formation of biofilms using antimicrobial surfaces. In this regard, one of the most important tools introduced is the use of antibacterial polymer coatings. Polyurethanes have received much attention due to their unique properties such as biocompatibility, the possibility of using various raw materials, and controllable properties. In recent years, waterborne polyurethanes have been extensively studied due to less frequent use of volatile organic compounds (VOCs) in their preparations, easy fabrication, low viscosity, the possibility of spraying, high adhesion to different surfaces, high abrasion resistance, ability to disperse a variety of additives, and rapid film formation in biomedical fields such as antibacterial coatings, wound dressings, and biological products. In this review article, first, the various methods of preparing antibacterial polymer coatings are described. These methods include the use of nanostructures, combined with antibacterial polymers, and the use of antibacterial monomers. As a result, polyurethanes and waterborne polyurethanes have been developed. The following is a review of studies on the preparation of antibacterial waterborne polyurethanes using different strategies such as the addition of nanostructures, blending with antibacterial polymers, drug loading, the use of antibacterial monomers, and polymer surface modification. The products developed during these studies have been proposed for a variety of applications such as medical equipment coating, wound dressings and packaging industry. امروزه شیوع عفونت‌های باکتریایی و خسارات جانی و مالی ناشی از آن سبب شده است، دانشمندان همواره در پی یافتن راهکارهایی برای توسعه دانش در مهار این میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا باشند. چسبندگی باکتری‌ها و رشد آن‌ها روی سطوح مختلف سبب ایجاد تجمع این میکروارگانیسم‌ها و تشکیل زیست‌فیلم می‌شود. این میکروکلونی‌های تشکیل‌شده‌ امکان رشد دارند و می‌توانند با جداشدن سطوح سبب گسترش عفونت شوند. بنابراین، بهترین راه برای جلوگیری از گسترش عفونت و بیماری‌ها، جلوگیری از تشکیل زیست‌فیلم ‌با استفاده از سطوح ضدمیکروب است. یکی از مهم‌ترین ابزارهای معرفی‌شده در این زمینه استفاده از پوشش‌های پلیمری ضدباکتری است. در میان پلیمرها، پلی‌یورتان‌ها به‌دلیل داشتن خواص منحصر به‌فرد از جمله، زیست‌سازگاری، امکان استفاده از مواد اولیه گوناگون و کنترل‌پذیری خواص مورد توجه فراوانی در این زمینه قرار گرفته‌اند. در سا‌ل‌های اخیر، پلی‌یورتان‌های آب‌پایه به‌دلیل کاهش استفاده از ترکیبات آلی فرار (VOC)، ساخت راحت، گران‌رَوی کم، امکان افشاندن‌، چسبندگی زیاد به سطوح مختلف، مقاومت سایشی زیاد، قابلیت پراکنش انواع افزودنی‌ها و تشکیل سریع فیلم در زمینه‌های زیست‌پزشکی نظیر پوشش‌های ضدباکتری، زخم‌پوش‌ها و محصولات زیستی بسیار مطالعات شده‌اند. در این مقاله مروری، ابتدا انواع روش‌های تهیه پوشش‌های پلیمری ضدباکتری تشریح می‌شوند که شامل استفاده از نانوساختارها، آمیخه‌سازی با پلیمرهای ضدباکتری و استفاده از مونومرهای ضدباکتری هستند. سپس، پلی‌یورتان‌ها و پلی‌یورتان‌های آب‌پایه معرفی می‌شوند. در ادامه، مطالعات انجام‌شده در زمینه تهیه پلی‌یورتان‌های آب‌پایه ضدباکتری با استفاده از راهکار‌هایی مانند افزودن نانوساختارها، آمیخته‌سازی با پلیمرهای ضدباکتری، بارگذاری دارو، استفاده از مونومرهای ضدباکتری و اصلاح سطح پلیمر مرور می‌شوند. محصولات تهیه‌شده طی این مطالعات برای کاربردهای گوناگونی نظیر پوشش‌دهی تجهیزات پزشکی، زخم‌پوش‌ها و صنایع بسته‌بندی پیشنهاد شده‌اند.

http://jips.ippi.ac.ir/article_1889_1aaf7f975fb239d7b8afe7167c97cbc0.pdf

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 35 1 2022 04 21 Fabrication of Antibacterial Mixed matrix Membranes Using zinc Oxide and Copper Oxide Nanoparticles and ZnO/CuO Nanocomposite ساخت غشاهای ماتریس ترکیبی ضدباکتری با نانوذرات روی اکسید، مس اکسید و نانوکامپوزیت مس اکسید-روی اکسید 25 38 1893 10.22063/jipst.2022.3047.2112 FA عادله انوسالار بابل، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، دانشکده مهندسی شیمی، صندوق پستی 484 غلامرضا باکری بابل، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، دانشکده مهندسی شیمی، صندوق پستی 484 عبدالرئوف صمدی میبدی بابل، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، آزمایشگاه تحقیقاتی فناوری های نوین غشایی، صندوق پستی 484 معصومه هزارجریبی بابل، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، دانشکده مهندسی شیمی، صندوق پستی 484 Journal Article 2021 12 11 Hypothesis: Ultrafiltration (UF) membranes play a vital role in chemical processes through the separation of high molecular weight compounds, but suffer from a fouling phenomenon in which materials precipitate or adhere on the membrane surface; since the UF membrane feed is susceptible to the growth of microorganisms, biofouling can occur more often, which reduces the membrane performance. Some methods have been suggested to overcome the biofouling phenomenon which one of the best methods is the application of nanoparticles in the membrane. Methods: ZnO and CuO nanoparticles and ZnO/CuO nanocomposite at three different concentrations (1, 3 and 5% by weights) were used to improve the antibacterial properties of PVC membrane. First, nanoparticles were synthesized through co-precipitation method and characterized by XRD and FTIR analyses. Then, the mixed matrix membranes were prepared and their properties were investigated in terms of permeation flux, porosity and contact angle. Findings: To study the antibacterial properties of the fabricated membranes, the disk diffusion method using Escherichia coli as gram-negative model was applied. The membrane containing 5% (by weight) ZnO with clear zone diameter equal to 9 mm and the membranes containing 3% (by weight) ZnO and 5% (by weight) CuO with clear zone diameter equal to 8.1 mm showed the best antibacterial activities. The results showed that the synthesized nanoparticles can improve the characteristics of the PVC membranes such as hydrophilicity (reducing contact angle from 86.28° to 67.55°) and impart antibacterial activities in the membranes. This method can be utilized to reduce the biofouling of membranes in the separation processes. فرضیه: غشاهای فراصافشی با جداسازی ترکیبات و مواد با وزن مولکولی زیاد، نقش مهمی در فرایندهای شیمیایی دارند ،اما یکی از معایب این فرایند، جرم‌گرفتگی غشایی است و در مواردی که خوراک ورودی بستر مناسبی برای رشد میکروارگانیسم‌ها باشد، جرم‌گرفتگی زیستی نیز باعث کاهش بازده فرایند می‌شود. برای رفع جرم‌گرفتگی زیستی، روش‌های متعددی پیشنهاد شده است که یکی از کارآمدترین روش‌ها، استفاده از غشاهای دارای نانوذرات است. روش‌‌ها: در این پژوهش، از نانوذرات روی اکسید، مس اکسید و نانوکامپوزیت روی اکسید-مس اکسید (ZnO/CuO) با سه غلظت 1، 3 و %5 وزنی در غشای بر پایه پلی‌(وینیل کلرید) (PVC) برای بهبود خواص ضدباکتری استفاده شده است. ابتدا نانوذرات با روش هم‌رسوبی سنتز و خواص آن‌ها با آزمون‌های XRD و FTIR، ارزیابی شد. در ادامه، غشاهای ماتریس ترکیبی تهیه‌ شده و خواص آن‌ها از نظر شار تراوش (عبوردهی)، تخلخل و زاویه تماس بررسی شد. یافته‌ها: برای بررسی خواص ضدباکتری غشاهای ساخته‌شده از روش انتشار دیسک در برابر باکتری گرم منفی اشرشیا کلی استفاده شد که در بین غشاهای تهیه‌شده، غشای دارای %5 وزنی نانوذره ZnO با قطر هاله 9mm و غشاهای دارای %3 وزنی نانوذره ZnO و %5 وزنی CuO با قطر هاله 8.1mm بیشترین خاصیت ضدباکتری را نشان دادند. بررسی‌ها نشان داده است، نانوذرات سنتزی قابلیت ارتقای خواص غشاهای PVC نظیر مقدار آب‌دوستی (کاهش زاویه تماس از °28/86 به °55/67) و نیز ایجاد خاصیت ضدباکتری را در غشاها داشته است. از این روش می‌توان برای کاهش جرم‌گرفتگی زیستی غشاها در فرایندهای جداسازی استفاده کرد.

http://jips.ippi.ac.ir/article_1893_d83cb75eb1ea182acd90d1e2703e96c5.pdf

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 35 1 2022 04 21 Synthesis and Performance Evaluation of Carboxymethyl Cellulose Nanocomposite Hydrogel Adsorbent Grafted with Acrylic Acid and Itaconic Acid Copolymer Containing Carbon Black Nanoparticles for Fuchsin Removal سنتز و ارزیابی عملکرد جاذب هیدروژل نانوکامپوزیتی کربوکسی متیل سلولوز پیوندخورده با کوپلیمر آکریلیک اسید و ایتاکونیک اسید دارای نانوذرات دوده برای حذف رنگینه فوشین 39 51 1892 10.22063/jipst.2022.3105.2133 FA پریسا محمدزاده پاکدل تبریز، دانشگاه تبریز، دانشکده مهندسی شیمی و نفت ،کد پستی 16471-57666 سید جمال‌الدین پیغمبردوست تبریز، دانشگاه تبریز، دانشکده مهندسی شیمی و نفت ،کد پستی 16471-57666 0000-0001-7514-4445 ناصر ارسلانی تبریز، دانشگاه تبریز، دانشکده شیمی، گروه شیمی آلی و بیوشیمی، کد پستی 16471-57666 حسن اقدسی‌نیا تبریز، دانشگاه تبریز، دانشکده مهندسی شیمی و نفت ،کد پستی 16471-57666 Journal Article 2022 01 27 Hypothesis: The presence of dyes in water sources has posed challenges for environmental scientists due to their high thermal and chemical stability against degradation by light, heat, and natural oxidants. The presence of dyes in water sources has not only reduced the penetration of sunlight into the water but also endangered the health of humans and living organisms. In this regard, hydrogels are effective adsorbents for the removal of dyes. In this study, carbon black nanoparticles were used to improve the removal performance of fuchsin dye by carboxymethyl cellulose grafted acrylic acid and itaconic acid copolymers hydrogel (carboxymethyl cellulose-g-poly(acrylic acid-co-itaconic acid)/carbon black nanocomposite). Methods: Copolymer and nanocomposite hydrogels were synthesized by free radical polymerization method. The performance of their adsorption in different operating conditions was investigated in batch mode. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffractometry (XRD) and scanning electron microscopy equipped X-ray energy dispersive (SEM-EDS) were used to identify synthesized adsorbents. Findings: The maximum removal efficiency of nanocomposite containing 5% (by weight) of nanoparticles in operating conditions of pH 7, adsorbent dose 1 g/L, initial concentration 10 mg/L and contact time 60 min was 98.76%. Kinetic analysis showed that the experimental data followed a pseudo-second-order model. Examination of the equilibrium data showed that the Langmuir model is the most suitable model for fitting the data. The maximum adsorption capacity for copolymer and nanocomposite hydrogels was 31.6036 and 33.75247 mg/g, respectively, showing the effectiveness of the addition of nanoparticles in improving the performance of the hydrogel for the removal of fuchsin dye. Finally, it can be concluded that the synthesized adsorbents have a high potential for the remediation of fuchsin dye. فرضیه‌: وجود رنگزا‌ها در منابع آبی به‌دلیل پایداری گرمایی و شیمیایی‌ زیاد در برابر تخریب با نور، گرما و اکسنده‌های طبیعی چالش‌هایی را برای دانشمندان محیط‌زیست ایجاد کرده است. وجود رنگینه‌ها در منابع آبی نه تنها به کاهش نفوذ نور خورشید به آب منجر شده بلکه سلامت انسان و موجودات زنده را نیز به‌خطر انداخته است. در این راستا، هیدروژل‌ها جاذب‌های مؤثری برای حذف رنگینه‌ها هستند. در این پژوهش، از نانوذرات دوده به‌منظور بهبود عملکرد حذف رنگینه فوشین با هیدروژل کربوکسی‌متیل سلولوز پیوندخورده با کوپلیمر آکریلیک اسید و ایتاکونیک اسید استفاده شده است. روش‌ها: هیدروژل‌های کوپلیمری و نانوکامپوزیتی با روش پلیمرشدن رادیکال آزاد سنتز شدند. بررسی عملکرد جذب آن‌ها در شرایط عملیاتی مختلف به‌طور ناپیوسته انجام شد. به‌منظور شناسایی جاذب‌های سنتزشده از آزمون‌های طیف‌نمایی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، پراش پرتو ‌X و میکروسکوپی الکترونی پویشی مجهز به باشنده انرژی پرتو ‌X استفاده شد. یافته‌ها: مقدار بیشینه‌ بازده حذف هیدروژل نانوکامپوزیتی دارای %۵ وزنی نانوذرات دوده در شرایط عملیاتی pH برابر 7، دُز جاذب ۱g/L، غلظت اولیه ۱۰mg/L و زمان تماس ۶۰min ، %۷۶/۹۸ به‌دست آمد. بررسی سینتیکی فرایند جذب سطحی نشان داد، داده‌های آزمایشگاهی از مدل شبه‌درجه دوم پیروی می‌کند. بررسی داده‌های تعادلی نشان داد، مدل Langmuir مناسب‌ترین مدل برای برازش داده‌هاست. بیشترین مقدار ظرفیت جذب برای هیدروژل کوپلیمری و نانوکامپوزیتی به‌ترتیب ۶۰۳۶/۳۱ و ۷۵۲۴۷/۳۳mg/g به‌دست آمد که مؤثربودن افزودن نانوذرات دوده در بهبود عملکرد هیدروژل در حذف رنگینه کاتیونی فوشین را نشان می‌دهد. در نهایت می‌توان نتیجه گرفت، جاذب‌های سنتزشده قابلیت زیادی در حذف رنگینه فوشین دارند.

http://jips.ippi.ac.ir/article_1892_ab8d000864f1f5b109f48ae827a0d941.pdf

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 35 1 2022 04 21 Modification of Polysulfone Hollow Fiber Membrane Inner Surface with Polydopamine Coating Treatment اصلاح سطح درونی غشای الیاف توخالی پلی سولفون طی عمل‌آوری پوششی با پلی‌دوپامین 53 67 1890 10.22063/jipst.2022.3070.2121 FA رضا ثقفی بناب، دانشگاه بناب، دانشکده مهندسی، گروه مهندسی نساجی، کد پستی 5551395133 مهدی حاتمی بناب، دانشگاه بناب، دانشکده مهندسی، گروه مهندسی شیمی و پلیمر، کد پستی 5551395133 علیرضا یوسفی بناب، دانشگاه بناب، دانشکده مهندسی، گروه مهندسی شیمی و پلیمر، کد پستی 5551395133 ویدا سعدی بناب، دانشگاه بناب، دانشکده مهندسی، گروه مهندسی نساجی، کد پستی 5551395133 محمدرضا یزدان‌پناه تبریز، دانشگاه صنعتی سهند، گروه مهندسی شیمی و پلیمر، کد پستی 5331841133 Journal Article 2022 02 01 Hypothesis: Hemodialysis is a procedure in which a dialyzer is used to clean the blood from waste products such as urea. Man-made membranes are often used to make hemodialysis dialyzers. Most of the employed polymers are not well compatible with blood. Coating method with hydrophilic polymers is a very simple and effective method that is used to improve the hydrophilic and biocompatible properties of produced membranes. Polydopamine is one of the hydrophilic polymers that has been considered for its high hydrophilic properties and good adhesion to cover membranes. Methods: The coating of the inner surface of hollow fiber membranes was applied for the first time. The polysulfone membrane was coated with polydopamine solution, injected at specified time and pressure. The structural and permeability properties of the membrane treated by this technique were compared with the untreated membrane and the membrane whose outer surface was coated with polydopamine solution. Findings: No statistically significant change in hydraulic permeability and pore size of hollow fiber membranes was observed after treatment at 95% confidence level. Also, studies were performed by scanning electron microscopy and X-ray energy diffraction spectroscopy techniques on the cross-sectional area of hollow fibers before and after treatments. The results of X-ray energy diffraction spectroscopy technique showed that the amount of elemental oxygen on the inner surface of hollow fibers that were internally coated with polydopamine has significantly increased. The mechanical properties of hollow fiber membranes were also evaluated. The statistical analysis of the treated and untreated membranes showed that the strength of the membrane treated by injection technique in comparison with untreated and external surface treated membranes has significantly increased at 95% confidence level. فرضیه: خالص‌سازی خون فرایندی است که در آن دیالیز‌کننده برای پاک‌سازی خون از مواد زائد مانند اوره به‌کار گرفته می‌شود. برای ساخت دیالیز‌کننده‌های خالص‌ساز خون اغلب از غشاهای بشرساخته استفاده می‌شود. بیشتر این پلیمرها سازگاری خوبی با خون ندارند. پوشش‌دهی با پلیمرهای آب‌دوست روش بسیار ساده و مؤثری است که برای افزایش خواص آب‌دوستی و زیست‌سازگاری به‌کار گرفته می‌شود. پلی‌دوپامین یکی از پلیمرهای زیست‌سازگار با گروه‌های عاملی کاتکولی است که تاکنون با توجه به خواص آب‌دوستی زیاد و چسپندگی مناسب برای پوشش‌دهی غشاها مورد توجه قرار گرفته است. روش‌ها: در این پژوهش، برای اولین بار سطح داخلی غشاهای الیاف توخالی پوشش‌دهی شد. پوشش‌دهی غشای پلی‌سولفون با تزریق محلول پلی‌دوپامین انجام شد. خواص ساختاری و تراوایی غشای عمل‌‌آوری‌شده با این روش با غشای عمل‌‌آوری‌نشده و غشایی که سطح بیرونی آن با محلول پلی‌دوپامین پوشش‌دهی‌شده مقایسه شد. یافته‌ها: تغییر معنی‌داری در تراوایی هیدرولیکی و اندازه منافذ غشاهای الیاف توخالی پس از عمل‌‌آوری‌های انجام‌شده با سطح اطمینان %95 دیده نشد. همچنین مطالعات با روش‌های میکروسکوپی الکترونی پویشی و طیف‌نمایی پراش انرژی پرتو X روی سطح مقطع الیاف توخالی پیش و پس از عمل‌‌آوری انجام شد. نتایج طیف‌نمایی پراش انرژی پرتو X نشان می‌دهد، مقدار عنصر اکسیژن سطح درونی الیاف توخالی که در عمل‌‌آوری‌های داخلی قرار گرفته به‌طور محسوسی افزایش یافته است. بررسی آماری نتایج استحکام غشاهای عمل‌‌آوری‌شده نشان می‌دهد، استحکام غشای عمل‌‌آوری‌شده با روش تزریقی در مقایسه با غشای عمل‌‌آوری‌نشده و عمل‌‌آوری‌‌شده در سطح بیرونی، افزایش معنی‌دار را با سطح اطمینان %95 نشان می‌دهد.

http://jips.ippi.ac.ir/article_1890_d295633a19ac281c8f74d505e99b3f5e.pdf

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 35 1 2022 04 21 Development of a New Model Based on Ogden-Roxburgh Model for the Prediction of the Stress-Softening Behavior of Carbon Black-Filled Rubber Compounds توسعه مدلی جدید بر پایه مدل Ogden-Roxburgh برای پیش‌بینی رفتار نرم‌شدگی تنش در آمیزه‌های لاستیکی پرشده با دوده 67 80 1891 10.22063/jipst.2022.3130.2142 FA میر حمید رضا قریشی تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده فرایند، گروه لاستیک، صندوق پستی 112-14975 0000-0001-9055-6202 فرود عباسی سورکی تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده فرایند، گروه لاستیک، صندوق پستی 112-14975 Journal Article 2022 03 05 Hypothesis: The aim of this study was to propose a modified model for the prediction of a stress softening behavior (Mullins effect) in carbon black filled rubber compounds. A new equation was suggested for the calculation of the damage variable in the classical Ogden-Roxburgh model based on a previously developed kinetic equation. The parameters of the new model were assumed dependent on the first principal strain. The developed model was verified by comparison of the model predictions with experimental data Methods: Four rubber compounds based on S-SBR and E-SBR reinforced by 40 and 60 phr carbon blacks were prepared and cured into rubber sheets. The rubber test specimens (ASTM D412 C) were cut and subjected to cyclic tensile tests at an extension rate of 500 mm/min. In order to show the stress softening behavior, three cycles were selected in a way that the maximum stretch at each cycle was increased consecutively. The volumetric tests were also carried out to determine the bulk modulus and Poisson's ratio. The finite element models of the mentioned tests were created for Abaqus code. The new model was implemented into Abaqus through a user-defined subroutine developed specifically for this research. An optimization algorithm developed in Isight code was employed to determine the parameters of the model for the prepared compounds Findings: Comparing the predicted force versus time and force versus displacement with their corresponding experimentally measured data and goodness of fitting for new model and classical Ogden-Roxburgh model revealed that the developed model has higher capability and accuracy in prediction of the mechanical behavior of the rubber compounds. Comparing the ratio of the computed errors between two models showed that the new model has higher accuracy with an average of 38%. Moreover it is found that there are good correlations between variation of the model parameters with rubber grades and filler contents. فرضیه: هدف این مطالعه ارائه مدلی اصلاح‌شده برای پیش‌بینی پدیده نرم‌شدگی تنش (اثر Mullins) در‌آمیزه‌های لاستیکی پرشده با دوده است. معادله جدیدی برای محاسبه متغیر تخریب در مدل نرم‌شدگی Ogden-Roxburgh که بر پایه یک معادله سینتیکی قرار داشته و پارامترهای آن وابسته به کرنش اصلی اول هستند، پیشنهاد و راستی‌آزمایی تجربی شد. که بر پایه معادله سینتیکی قرار داشته و پارامترهای آن وابسته به کرنش اصلی اول هستند. روش‌ها: چهارآمیزه لاستیکی بر پایه کائوچوهای S-SBR‌ و E-SBR که با دو مقدار مختلف دوده (40 و 60phr) تقویت‌شده بودند، ساخته و به شکل ورقه‌های لاستیکی پخت شدند. نمونه‌های دمبلی‌شکل از روی ورقه‌ها تهیه و در سه چرخه آزمون کششی رفت‌و‌برگشتی با سرعت 500mm/min قرار گرفتند. مقدار کشیدگی به نحوی اعمال شد که در هر چرخه مقدار کرنش نهایی نسبت به چرخه قبل افزایش یافت. همچنین آزمون تراکم‌پذیری به‌منظورتعیین مدول توده لاستیک و نسبت پوآسون روی نمونه‌ها انجام شد. سپس، مدل اجزای محدود دو آزمون یادشده ساخته شد. برای رفتارهای ابرکشسان از مدل Yeoh و نرم‌شدگی تنش از مدل جدید پیشنهادی استفاده شد که به‌صورت زیربرنامه رایانه‌ای‌ به نرم‌افزار Abaqusاضافه‌شده بود. به‌کمک نرم‌افزارIsight یک الگوریتم چرخه‌ای بهینه‌سازی طراحی و پارامترهای مدل برای آمیزه‌‌های نام‌برده به‌دست آمدند. یافته‌ها: بررسی نمودار‌های نیرو برحسب زمان و نیرو برحسب تغییرشکل و نیز مقایسه بین مقدار خطای به‌دست‌آمده در مرحله بهینه‌سازی بین داده‌های تجربی و پیش‌بینی‌شده به‌کمک مدل جدید با مدل کلاسیک Ogden-Roxburgh نشان‌دهنده آن است که مدل پیشنهادی قابلیت بسیار خوب و دقت بیشتری در پیش‌بینی رفتار نرم‌شدگی تنش دارد. با مقایسه نسبت خطاها مشخص شد، مدل جدید از لحاظ کمی به‌طور متوسط %38 دقت بیشتری دارد. افزون بر این، ارتباط معنادار خوبی بین مقادیر عددی پارامترهای به‌دست‌آمده با گونه‌های کائوچو و مقادیر پرکننده وجود دارد.

http://jips.ippi.ac.ir/article_1891_f13516f61a9d9c63d69622b86db2f54e.pdf

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 35 1 2022 04 21 Experimental Comparison of the Effect of Microtalc and Nanoclay on the Structural Properties of Polyethylene Foams Fabricated by Rotational Molding مقایسه تجربی اثرمیکروتالک و نانورس بر خواص ساختاری اسفنج‌های پلی‌اتیلن تولیدشده با قالب گیری چرخشی 81 90 1901 10.22063/jipst.2022.3114.2138 FA طاهر ازدست ارومیه، دانشگاه ارومیه، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، صندوق پستی 57561-15311 سعید کریم‌زاده ارومیه، دانشگاه ارومیه، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، صندوق پستی 57561-15311 رزگار حسن‌‌زاده ارومیه، دانشگاه ارومیه، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، صندوق پستی 57561-15311 0000-0002-1982-438X میلاد مرادیان ارومیه، دانشگاه ارومیه، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، صندوق پستی 57561-15311 https://orcid.org/0000-0002-8095-7480 علی دنیوی ارومیه، دانشگاه ارومیه، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، صندوق پستی 57561-15311 حمیدرضا اکرمی تورنتو، دانشگاه تورنتو، دانشکده مهندسی صنایع و مکانیک، آزمایشگاه ساخت پلاستیک‌های میکروسلولی Journal Article 2022 02 11 Hypothesis: Polymeric foams have fascinating specific properties due to their cellular and porous structure and these properties have attracted much attention in industrial and scientific societies nowadays. The variations in cellular structure of polymeric foams including expansion ratio, cell density, and cell size may affect their final properties. For this reason, it seems necessary to study the effect of process parameters on the cellular structure of polymeric foams. On the other hand, the rotational molding method is developing rapidly compared to other processing methods due to its ability to fabricate large complex hollow parts Different process parameters can affect the structural properties of polymeric foams Utilizing nucleation agents as a material parameter improves the structural properties of polymeric foams significantly in different processing methods. Methods: The effect of adding two types of nucleating agents including talc microparticles and clay nanoparticles in different sizes on the structural properties of polyethylene foams made by rotational molding process was investigated Azodicarbonamide was used as the chemical blowing agent. Talc microparticles (1% by weight) and clay nanoparticles were added to polyethylene and foamed using rotational molding process. Cell density, cell size, and expansion ratio were investigated as structural properties. Findings: The findings revealed that the effect of talc microparticles on increasing cell density and decreasing cell size was more significant than the effect of clay nanoparticles. Cell density of polyethylene foam was improved by 96% and 89% by adding 1% (by weight) of talc microparticles and clay nanoparticles, respectively. A 20% and 17.5% decrease in the cell size of polyethylene foam was also observed with the addition of 1% (by weight) of talc microparticles and clay nanoparticles respectively. فرضیه‌: اسفنج‌های پلیمری به‌دلیل داشتن ساختار سلولی و متخلخل خواص منحصر به‌فردی دارند و این خواص امروزه توجه ویژه‌ای را در جوامع علمی و صنعتی جلب کرده است. تغییرات در ساختار سلولی اسفنج‌ها از جمله نسبت انبساط، چگالی سلول و اندازه سلول باعث تغییر در خواص نهایی آن‌ها می‌شود. بدین دلیل، مطالعه اثر پارامترهای فرایندی بر ساختار سلولی اسفنج‎‌های پلیمری ضروری به‌نظر می‌رسد. از سوی دیگر، روش قالب‌گیری چرخشی به‌دلیل قابلیت زیاد در تولید قطعه‌های بزرگ توخالی با شکل‌های پیچیده در مقایسه با سایر روش‌های فرایندی به‌سرعت در حال توسعه است. پارامترهای فرایندی مختلفی بر خواص ساختاری اسفنج‌های پلیمری اثرگذارند. استفاده از عوامل هسته‌زا به‌عنوان پارامتر موادی می‌تواند به‌طور مؤثری بر خواص ساختاری اسفنج‌های پلیمری در روش‌های فرآوری مختلف اثرگذار باشد. روش‌ها: بر همین اساس، در پژوهش حاضر اثر افزودن دو نوع عامل هسته‌زا شامل میکروذرات تالک و نانوذرات رس با اندازه‌های متفاوت بر خواص ساختاری اسفنج‌های پلی‌اتیلن تولیدشده با روش قالب‌گیری چرخشی بررسی شده است. از آزودی‌کربن‌آمید به‌عنوان عامل پف‌زا استفاده شد. %1 وزنی از میکروذرات تالک و نانوذرات رس به پلی‌اتیلن اضافه شده و سپس در فرایند قالب‌گیری چرخشی اسفنج شدند. خواص اسفنج شامل چگالی سلول، اندازه سلول و نسبت انبساط به‌عنوان خواص ساختاری بررسی شدند. یافته‌ها: نتایج نشان داد، میکروذرات تالک نسبت به نانوذرات رس اثر بیشتری بر افزایش چگالی سلول و کاهش اندازه سلول دارند. چگالی سلول اسفنج‌های پلی‌اتیلن با افزودن %1 وزنی نانورس و میکروتالک به‌ترتیب به‌مقدار 89 و %96 افزایش یافت. همچنین کاهشی به‌مقدار 17.5 و 20 در اندازه سلول اسفنج‌های پلی‌اتیلن به‌ترتیب با اضافه‌کردن %1 وزنی نانورس و میکروتالک مشاهده شد.

http://jips.ippi.ac.ir/article_1901_28dea8813dfefb14b6d338374eb07d4f.pdf