پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایرانمجله علوم و تکنولوژی پلیمر1016325533520201221Polyurethane Nanocomposites Based on Layered
Double Hydroxides: A Review on Their Syntheses
and Applicationsنانوکامپوزیتهای پلییورتانی بر پایه هیدروکسیدهای دوگانه لایهای: مروری بر روشهای سنتز و کاربردها369384176110.22063/jipst.2020.1761FAعباسمحمدیاصفهان، دانشگاه اصفهان، دانشکده شیمی، گروه شیمی پلیمر، کد پستی 73441-81746حسینعبدالونداصفهان، دانشگاه اصفهان، دانشکده شیمی، گروه شیمی پلیمر، کد پستی 73441-81746مهدیباریکانیتهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده علوم، گروه پلییورتان و مواد پیشرفته، صندوق پستی ۱۱۲-۱۴۹۷۵0000-0002-6553-982xJournal Article20210118Nowadays, polymer nanocomposites have attracted much attention in research activities due to their high mechanical strength, high thermal stability, low-cost, with possibility for their applications in many areas. Polyurethanes (PUs), as a main group of polymers, show a diverse and controllable range of physical and mechanical properties due to their tailored properties depending on the nature of precursors like polyols and isocyanates. This diversity and controllability of their properties make different types of PUs (elastomers, fibers, foams, hydrogels, and coatings) preferred candidates for a variety of uses, including transportation, clothing, furniture, and biomaterials. Many studies have been performed on polyurethane nanocomposites using different types of nanostructures such as graphene-like nanosheets, carbon nanotubes, metal oxides, and so on. Layered double hydroxides (LDHs) are eco-friendly layered mineral nanostructures with positively charged layers and anion-exchange capability. Depending on the types of anions and structure of layers, the LDHs nanostructures can be used broadly for the applications such as catalysts, drug delivery, separation technology, and also as a UV absorbent, corrosion, and a flame inhibitor for polymers. Recently, LDHs nanostructures are used in the fabrication of polyurethane nanocomposites to improve their mechanical, thermal, and flame properties. In this review, in addition to the description of LDH nanostructures, polyurethanes and their applications, LDH-based polyurethane nanocomposites are discussed in detail.امروزه توسعه نانوکامپوزیتهای پلیمری بهمنظور بهبود استحکام مکانیکی، پایداری گرمایی، کاهش هزینه ساخت و فراهمسازی امکان استفاده برای کاربردهای ویژه مورد توجه زیادی قرار گرفته است. پلییورتانها بهعنوان گروه مهمی از پلیمرها، دامنه گسترده و کنترلپذیری از خواص فیزیکی و مکانیکی را بهدلیل امکان استفاده از مواد اولیه گوناگون مانند پلیالها و ایزوسیاناتها نشان میدهند. تنوع و کنترلپذیری خواص انواع مختلف پلییورتانها مانند الاستومرها، الیاف، اسنفجها، هیدروژلها و پوششها، این دسته از پلیمرها را به گزینه مناسبی برای کاربرد در زمینههای گوناگون نظیر حملونقل، پوشاک، مبلمان و زیستپزشکی تبدیل کرده است. مطالعات فراوانی در راستای تهیه نانوکامپوزیتهای پلییورتانی با استفاده از نانوساختارهای متنوعی مانند نانوذرات گرافن، نانولولههای کربن، اکسیدهای فلزی و سایر مواد انجام شده است. نانوساختارهای هیدروکسیدهای دوگانه لایهای (LDH)، دستهای از ترکیبات لایهای معدنی و دوستدار محیطزیست با قابلیت تبادل آنیون هستند. لایههای این نانوساختارها بار مثبت دارند و فضای میان لایهها نیز آنیونها و آب وجود دارد. بهدلیل ساختار لایهای و ظرفیت تبادل آنیون زیاد، LDHها در زمینههای بیشماری از قبیل کاتالیزگرها، رهایش دارو، جذب و جداسازی گازها و آلایندههای زیستمحیطی و نیز استفاده بهعنوان جاذب فرابنفش، بازدارنده خوردگی و بازدارنده شعله در پلیمرها استفاده میشوند. طی سالهای اخیر از نانوساختارهای LDH در تهیه نانوکامپوزیتهای پلییورتانی بهمنظور بهبود خواص گوناگون نظیر خواص مکانیکی، گرمایی و مقاومت شعله در پلیمرها استفاده شده است. در مقاله حاضر، افزون بر معرفی نانوساختارهای LDH، پلییورتانها و کاربرد آنها، نانوکامپوزیتهای پلییورتانی برپایه LDH نیز بحث میشود.<br /><br />پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایرانمجله علوم و تکنولوژی پلیمر1016325533520201221Fabrication and Investigation of Separation
Performance and Antifouling Properties of Mixed Matrix PES-Based Nanofiltration Membrane Containing Cobalt-Ferrite Nanoparticlesساخت و بررسی عملکرد جداسازی و خواص ضدگرفتگی غشای نانوفیلتری ماتریس ترکیبی بر پایه پلیاتر سولفون دارای نانوذرات کبالت فریت385400176210.22063/jipst.2020.1762FAفرهادزارعیاراک، دانشگاه اراک، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی، کد پستی 8349-8-138156سمانهبندهعلیاراک، دانشگاه اراک، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی، کد پستی 8349-8-138156محمدابراهیمیاراک، دانشگاه اراک، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی، کد پستی 8349-8-138156سید محسنحسینیاراک، دانشگاه اراک، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی، کد پستی 8349-8-138156Journal Article20210118<strong>Hypothesis</strong>: Mixed matrix polyether sulfone (PES)-based membranes, containing cobalt-ferrite nanoparticles, were prepared by polymer solution casting technique through phase inversion method in water bath. <br /><strong>Methods</strong>: The concentration effect of CoFe2O4 nanoparticles, synthesized in polymeric solution, on the morphology and separation performance was studied. Scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), X-ray diffractometry (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), porosity measurement, water contact angle, water flux, Na2SO4 rejection as well as membrane antifouling ability were used to characterize the membrane. <br /><strong>Findings</strong>: The SEM images showed the movement of NPs toward water-membrane interface to reduce surface energy during the fabrication process. The SEM images also showed an asymmetric structure with a dense active layer and a porous sub-layer with finger-like channels for the prepared membranes. The use of cobalt ferrite nanoparticles in the membrane matrix decreased the water contact angle from 71° to 48°. The results of AFM images also showed a smoother surface for the prepared mixed matrix membranes compared to the bare ones, which improved the membrane antifouling property in BSA rejection. Pure water flux (PWF) was initially enhanced by incorporation of cobalt ferrite NPs and then decreased by up to 1 wt% NPs due to NPs agglomeration. Moreover, Na2SO4 salt rejection increased from 60% for the neat membrane to 80% for the modified ones with 1.0 wt% cobalt-ferrite nanoparticles. The mixed matrix membrane containing 1.0 wt% cobalt-ferrite nanoparticles showed better performance compared to others.<br /><br /><strong>فرضیه</strong>: در این مطالعه غشاهای ماتریس ترکیبی بر پایه پلیاتر سولفون دارای نانوذرات کبالت فریت با روش ریختهگیری محلول پلیمری و غوطهوری در حمام آب تهیه شدند. <br /><strong>روشها</strong>: اثر غلظت نانوذرات کبالت فریت تهیهشده در محلول پلیمری بر شکلشناسی و عملکرد جداسازی غشا بررسی شد. برای ارزیابی غشاهای ساختهشده، میکروسکوپیهای الکترونی پویشی (SEM) و نیروی اتمی (AFM)، پراش پرتو X (XRD)، طیفسنجی زیرقرمز (FTIR)، اندازهگیری تخلخل، زاویه تماس آب، شار آب، پسزنی نمک سدیم سولفات و بررسی قابلیت غشا در برابر گرفتگی انجام شد. <br /><strong>یافتهها</strong>: عکسهای SEM از سطح غشا نشان داد، نانوذرات کبالت فریت طی فرایند ساخت غشا، خودبهخود به سطح مشترک غشا-آب مهاجرت میکنند تا انرژی بینسطحی را کاهش دهند. بررسی عکسهای SEM، ساختار غشایی نامتقارن با لایه بالایی چگال و زیرلایه متخلخل با ساختار کانالهای انگشتمانند را نشان داد. استفاده از نانوذرات کبالت فریت در ماتریس غشا باعث کاهش زاویه تماس آب از مقدار °71 تا °48 شد. نتایج عکسهای AFM حاکی از کاهش زبری غشاهای ماتریس ترکیبی در مقایسه با غشای خالص بود که به بهبود خواص ضدگرفتگی غشا در پسزنی پروتئین منجر شد. شار آب خالص عبوری از غشا در ابتدا با جادادن نانوذراتافزایش یافته و در غلظت بیش %1 وزنی بهدلیل کلوخگی نانوذرات، کاهش یافت. با افزودن نانوذرات درصد پسزنی نمک سدیم سولفات از %60 برای غشای خالص تا حدود %80 برای غشای دارای %1 وزنی نانوذرات کبالت فریت افزایش یافت. غشای ماتریس ترکیبی دارای %1 وزنی نانوذرات کبالت فریت بهترین عملکرد را در مقایسه با سایر غشاها نشان داد. <br /><br /><br />پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایرانمجله علوم و تکنولوژی پلیمر1016325533520201221Synthesis and Characterization of Copolymer Poly(propylene-co-styrene) Grafted-Multiple-walled Carbon Nanotubes by Nitroxide-mediated Living Radical Polymerization and Solution Intercalation Methodسنتز و شناسایی کوپلیمر پلی(پروپیلن-استیرن) پیوندخورده به نانولوله کربن چنددیواره با پلیمرشدن رادیکالی زنده واسطه نیتروکسیدی و روش میانلایهایشدن در محلول401417176310.22063/jipst.2020.1763FAمهدیجایمندکرمانشاه، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه، پژوهشکده فناوری سلامت، مرکز دارورسانی نانو، صندوق پستی 67145-1673صابرقاسمی کرجآبادتهران، دانشگاه پیام نور، دانشکده علوم، صندوق پستی 3697-19395هالهقائمینیاتهران، دانشگاه پیام نور، دانشکده علوم، صندوق پستی 3697-19395مجتبیعباسیانتهران، دانشگاه پیام نور، دانشکده علوم، صندوق پستی 3697-19395Journal Article20210118<strong>Hypothesis</strong>: Chemical modification of commercial and industrial copolymers and polymers such as polypropylene (PP) is one of the challenges of polymer chemistry. In this research work, a polypropylene nanocomposite modified with polystyrene (PSt) and carbon nanotube was synthesized by new methods, including living free radical polymerization (LFRP).<br /><strong>Methods</strong>: Maleic anhydride was grafted onto polypropylene (PP) followed by opening of the anhydride ring with ethanolamine to produce hydroxylated polypropylene (PP-OH). Hydroxyl groups were esterified using α-phenyl chloroacetyl chloride to obtain PP-Cl. Then 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy (TEMPO) was immobilized onto the PP backbone using a nucleophilic substitution reaction to produce PP-TEMPO macroinitiator. Afterward, the monomer (St) was grafted onto the backbone (PP) through “grafting onto” technique to afford (PP-TEMPO)-g-PSt. The chloride-end-caped PP-g-PSt copolymer was then attached to the oxidized MWCNTs in the presence of DMF as solvent to produce the MWCNTs-g-(PP-g-PSt) nanocomposite by solution intercalation method. Also, the present study confirmed that PP-g-MA was efficient to promote the dispersion of MWCNTs in the PP matrix, which solved the problem of CNTs aggregation and limited compatibility between nanotubes and polymer matrices. In another study nanotubes-polypropylene nanocomposities were prepared through esterification process.<br /><strong>Findings</strong>: The chemical structures of all samples were identified using Fourier transform infrared spectroscopy. Chemical bonding (PP-TEMPO)-g-PSt to MWCNTs was confirmed by thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry results. In addition, morphology studies were investigated using TEM and SEM images. A synthesized MWCNTs-g-(PP-g-PSt) nanocomposite can be used as a reinforcement for polymer (nano-) composites due to the superior features of MWCNTs as well as their compatibility with polymer materials after functionalization processes.<br /><br /><strong>فرضیه</strong>: اصلاح شیمیایی کوپلیمرها و پلیمرهای تجاری و صنعتی مانند پلیپروپیلن (PP) یکی از تلاشها و چالشهای دانشمندان پلیمر است. در این کار پژوهشی، نانوکامپوزیت پلیپروپیلن اصلاحشده با پلیاستیرن و نانولوله کربن چنددیواره با روشهای جدید پلیمرشدن شامل پلیمرشدن رادیکالی زنده تهیه شدند. <br /><strong>روشها:</strong> بدین منظور، ابتدا پلیپروپیلن عاملدارشده با مالئیک انیدرید تهیه شد. سپس برای ایجاد درشتآغازگر، پلیپروپیلن با حدواسط نیتروکسیدی و پلیپروپیلن عاملدارشده با مالئیک انیدرید، تحت واکنش با اتانول آمین و سپس آلفاکلروفنیل استیل کلرید قرار گرفت، تا پلیپروپیلن کلرواستیلدارشده حاصل شود. از سوی دیگر، 2، 2، 6، 6-تترامتیل-1-پیپیریدینیل اکسی (درشتآعازگر TEMPO) در مجاورت اسکوربیک اسید به TEMPO-OH تبدیل شد. واکنش TEMPO-OH با پلیپروپیلن کلرواستیلدارشده، به ایجاد درشتآغازگر نیتروکسیدی پلیپروپیلن (PP-g-TEMPO) منجر شد. بهکمک TEMPOهای قرارگرفته روی پلیپروپیلن، پلیاستیرن با وزن مولکولی کنترلشده روی پلیپروپیلن قرار گرفت. در نهایت، نانوکامپوزیت (PP-g-PSt)-MWCNTs-g تهیه شد. در پژوهش دیگری که با فرایند استریشدن انجام شد، نانولولههای کربن ابتدا در واکنش با مخلوط سولفوریک اسید، نیتریک اسید و سپس با تیونیل کلرید بهترتیب با گروههای کربوکسیل و کلر عاملدارشده و در مرحله بعد با PP-OH برای تهیه نانوکامپوزیت PP-g-MWCNTs در حلال THF بازروانی و وارد واکنش شدند.<br /><strong>یافتهها</strong>: هر یک از مراحل واکنش با طیفسنجی FTIR و <sup>1</sup>H NMR بررسی و انجام موفقیتآمیز واکنشها تأیید شد. وجود لایه پلیمری ایجادشده در سطح نانولولهها با میکروسکوپ الکترونی عبوری نیز تأیید شد. همچنین گرماوزنسنجی نشان داد، پلیمرهای اتصالیافته به سطح نانولولهها مقاومت گرمایی بیشتری نسبت به پلیمر خالص دارند.<br /><br />پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایرانمجله علوم و تکنولوژی پلیمر1016325533520201221Optimization of Polyurethane Scaffolds by Taguchi Design of Experiments for Vascular Tissue Engineering Applicationsبهینهسازی داربستهای پلییورتانی با طراحی آزمون تاگوچی برای کاربردهای مهندسی بافت عروق419433176410.22063/jipst.2020.1764FAمریمنزادیتهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی پزشکی، گروه بیومتریال و مهندسی بافت، صندوق پستی 4413-15875https://orcid.org/0000-0001-7074-7415حمیدکشوریتهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی پزشکی، گروه بیومتریال و مهندسی بافت، صندوق پستی 4413-15875مریمیوسفزادهتهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی نساجی، آزمایشگاه نانوالیاف و الکتروریسی، صندوق پستی 4413-15875Journal Article20210118<strong>Hypothesis</strong>: Vascular tissue engineering offers innovative solutions to the vascular replacement problems, especially low diameter grafts. Electrospinning is a cost-effective and versatile method for producing tissue engineering scaffolds. Although this method is relatively simple, but at theoretical level the interactions between process parameters and their influence on fiber morphology are not yet fully understood. In this paper, the aim was to find the optimal electrospinning parameters to obtain the smallest fiber diameter by Taguchi’s methodology for vascular tissue engineering applications.<br /><strong>Methods</strong>: The scaffolds were produced by electrospinning of a polyurethane solution in dimethylformamide. Polymer concentration and process parameters were considered as effective factors. Taguchi’s L9 orthogonal design was applied to the experiential design. Optimal conditions were determined using the signal-to-noise (S/N) ratio with Minitab 17 software. The morphology of the nanofibers was studied by an SEM. Then, human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) were cultured on the optimal scaffolds to investigate cellular toxicity of the scaffolds and cell adhesion. <br /><strong>Findings</strong>: The analysis of experiments showed that polyurethane concentration was the most significant parameter. An optimum combination to reach the smallest diameters was obtained at 12 wt% polymer concentration, 16 kV of the supply voltage, 0.1 mL/h feed rate and 15 cm tip-to-distance. The average diameter of the nanofibers was predicted in the range of 242.10 to 257.92 nm at a confidence level of 95%. The optimum diameter of the nanofibers was experimentally 258±30 nm, which is in good agreement with the estimated value of the Taguchi’s methodology. Cell viability was also reported to be 88.59% and the cells showed good adhesion to the scaffold. These scaffolds can show promising results in mimicking the extracellular matrix and thus in vascular tissue engineering.<br /><br /><strong>فرضیه</strong>: مهندسی بافت عروق، راهکارهای نوآورانهای برای حل مشکلات جایگزینهای عروقی بهویژه با قطر کم ارائه میدهد. الکتروریسی روشی کاربردی و ارزان برای تولید داربستهای مهندسی بافت است. اگرچه این روش بهنسبت ساده است، اما از نظر برهمکنشهای میان پارامترهای فرایندی و اثر آنها بر شکلشناسی الیاف هنوز کاملاً مشخص نیست. در این مطالعه، هدف تعیین متغیرهای بهینه بهمنظور دستیابی به کمترین قطر الیاف با روش تاگوچی برای کاربردهای مهندسی بافت عروق است. <br /><strong>روشها</strong>: داربستهای پلییورتانی در دیمتیل فرمامید با فرایند الکتروریسی تهیه شدند. غلظت پلیمر و پارامترهای فرایندی بهعنوان عاملهای مؤثر درنظر گرفته شدند. با کمک آرایه L9 روش تاگوچی، طراحی آزمون انجام و شرایط بهینهسازی الکتروریسی با استفاده از نسبت علامت به نوفه (S/N) بهکمک نرمافزار Minitab 17 تعیین شد. شکلشناسی الیاف با میکروسکوپی الکترونی پویشی بررسی شد. افزون بر آن، سلولهای اندوتلیال ورید بند ناف انسان (HUVEC) بهمنظور بررسی سمیت سلولی و چسبندگی سلولی روی داربستهای بهینه کشت شد.<br /><strong>یافتهها</strong>: تحلیل آزمونها نشان داد، غلظت پلییورتان اثرگذارترین پارامتر است. شرایط بهینه برای تولید الیاف، با غلظت %12 وزنی پلیمر، ولتاژ kV 16، فاصله 15cm بین جمعکننده و نازل و سرعت تغذیه 0.1mL/h بهدست آمد. با روش تاگوچی میانگین قطر الیاف در محدوده 242.1nm تا 257.92nm با سطح اطمینان %95 پیشبینی شد. قطر الیاف در این شرایط از نظر تجربی نیز 258±30nm بود که با مقدار تخمین زدهشده با این روش مطابقت خوبی داشت. همچنین، زندهمانی سلولها %88.59 گزارش شد و سلولها چسبندگی مناسبی به داربست نشان دادند. بنابراین، داربستها تهیهشده نتایج امیدوارکنندهای در تقلید ماتریس خارج سلولی و در نتیجه مهندسی بافت عروق نشان دادند.<br /><br />پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایرانمجله علوم و تکنولوژی پلیمر1016325533520201221Kinetic Studies of Poly(ethylene terephthalate)
Aminolysis Process without Catalystمطالعه سینتیک فرایند آمینکافت پلی(اتیلن ترفتالات) بدون استفاده از کاتالیزگر435443176510.22063/jipst.2020.1765FAصدیقهقربانتبارتهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده پتروشیمی، صندوق پستی 112-14975مجیدغیاثتهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده پتروشیمی، صندوق پستی 112-14975حسینبوهندیتهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده پتروشیمی، صندوق پستی 112-14975نکیسایعقوبیتهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده پتروشیمی، صندوق پستی 112-14975Journal Article20210118<span style="left: 415.379px; top: 643.679px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.976582);"><strong>Hypothesis</strong>: Chemical recycling of poly(ethylene terephthalate) bottle waste </span><span style="left: 356.109px; top: 661.179px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.970744);">and production of value-added materials are the most appropriate ways in </span><span style="left: 356.109px; top: 678.679px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.998995);">accordance with the principles of sustainable development and environmental </span><span style="left: 307.087px; top: 696.179px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(1.00926);">protection. To design and build industrial-scale recycling plants, kinetic data and the </span><span style="left: 307.087px; top: 713.679px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.958616);">relationship between reaction rate and material concentration and temperature and, </span><span style="left: 307.087px; top: 731.179px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.999957);">most importantly, the degradation reaction constant are required.</span> <br /><strong><span style="left: 307.087px; top: 748.679px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(1.06343);">Methods</span></strong><span style="left: 369.123px; top: 748.679px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.955977);">: Chemical recycling of poly(ethylene terephthalate) was performed using </span><span style="left: 307.087px; top: 766.179px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(1.03236);">more than five times the stoichiometric amount of monoethanolamine and without </span><span style="left: 307.087px; top: 783.679px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.973052);">any catalyst. The product was characterized using the conventional polymer </span><span style="left: 307.087px; top: 801.179px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.984499);">characterization methods such as Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), </span><span style="left: 307.087px; top: 818.679px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.986948);">differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric (TGA), and the elemental </span><span style="left: 307.087px; top: 836.179px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(1.01799);">analysis. The aminolysis reaction was carried out at three temperatures of 120, 140, </span><span style="left: 307.087px; top: 853.679px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.992153);">and 160°C and the kinetics of the aminolysis reaction and its relationship with </span><span style="left: 307.087px; top: 871.179px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.964786);">temperature were determined by sampling and weighing the residual or unreacted </span><span style="left: 307.087px; top: 888.679px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.99873);">amount of PET at consecutive times.</span> <br /><strong><span style="left: 307.087px; top: 906.179px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(1.0637);">Findings</span></strong><span style="left: 369.155px; top: 906.179px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.974882);">: Complete chemical degradation or aminolysis of poly(ethylene </span><span style="left: 307.087px; top: 923.679px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.997843);">terephthalate) and its conversion to bis(hydroxyethyl) terephthalamide (BHETA) </span><span style="left: 307.087px; top: 941.179px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(1.00174);">were performed in the presence of an excessive amount of monoethanolamine. </span><span style="left: 307.087px; top: 958.679px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(1.02738);">The assumption of the first-order degree kinetics regime was used and its accuracy </span><span style="left: 307.087px; top: 976.179px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.980856);">was confirmed by calculation error values. Experiments were performed at three </span><span style="left: 307.087px; top: 993.679px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.986946);">temperatures to determine the rate of PET aminolysis reaction with respect to reaction </span><span style="left: 307.087px; top: 1011.18px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.999861);">temperature. Degradation of aminolysis under heating conditions using a jacket </span><span style="left: 307.087px; top: 1028.68px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(0.962249);">system for the reactor showed less activation energy than heating conditions with </span><span style="left: 307.087px; top: 1046.18px; font-size: 16.6667px; font-family: serif; transform: scaleX(1);">microwave radiation.</span><strong>فرضیه</strong>: بازیافت شیمیایی ضایعات بطری پلی(اتیلن ترفتالات) و تولید مواد با ارزش افزوده، مناسبترین روش مطابق با اصول توسعه پایدار حفظ محیط زیست است. برای طراحی و ساخت واحدهای بازیافت در مقیاس صنعتی، به کسب دادههای سینتیکی و ارتباط سرعت واکنش با غلظت مواد و دما و مهمتر از همه ثابت واکنش تخریب نیاز است. دادههای سینتیکی بهدستآمده برای طراحی در مقیاس بزرگ صنعتی، کنترل فرایند و مهمتر از همه ارزیابی اقتصادی میتواند بهکار گرفته شود. برای مناسببودن نتایج در مقیاس صنعتی از تمام مواد مصرفی در صنعت استفاده شد. <br /><strong>روشها</strong>: بازیافت شیمیایی پلی(اتیلن ترفتالات) با وجود بیش از پنج برابر مقدار استوکیومتری مونواتانولآمین و بدون کاتالیزگر بیرونی انجام شد. برای شناسایی محصول بیس(هیدروکسیاتیل) ترفتالامید از آزمونهای طیفسنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC)، گرماوزنسنجی (TGA) و تجزیه عنصری استفاده شد. واکنش تخریب آمینکافت در سه دمای 120، 140 و 160 درجه سلسیوس انجام شد و با نمونهبرداری در زمانهای متوالی و توزین مقدار باقیمانده یا تخریبشده پلی(اتیلن ترفتالات) در زمانهای مختلف، ثابتهای سینتیک واکنش آمینکافت و ارتباط آن با دما مشخص شد.<br /><strong>یافتهها:</strong> تخریب شیمیایی کامل یا آمین کافت پلی(اتیلن ترفتالات) و تبدیل آن به بیس(هیدروکسی اتیل) ترفتالامید (BHETA) در مجاورت مقدار زیادی مونواتانولآمین انجام شد. فرض الگوی سینتیک درجه یک استفادهشده و صحت آن با مقدار خطای محاسبات تأیید شد. با انجام آزمایشها در سه دما، ثابت سرعت واکنش آمینکافت پلی(اتیلن ترفتالات) و ارتباط آن با دما مشخص شد. انرژی فعالسازی واکنش آمینکافت مقدار 94.39kJ/mol بهدست آمد. تخریب آمینکافت در شرایط گرمادهی با استفاده از سامانه ژاکت برای راکتور، انرژی فعالسازی کمتری را در شرایط گرمادهی با تابش پرتو مایکروویو (درشتموج) نشان داد.<br /><br />پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایرانمجله علوم و تکنولوژی پلیمر1016325533520201221Synthesis and Formulation of Photocurable Resins Possessing Polyethylene Glycol and POSS, and Preparation of Their Related Nanocompositesتهیه و فرمولبندی رزینهای نورپختپذیر دارای پلی(اتیلن گلیکول) و سیلسسکوییاکسان اولیگومری چندوجهی و تهیه نانوکامپوزیتهای آنها445458176610.22063/jipst.2020.1766FAفاطمهملکوتیخواهتهران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، دانشکده علوم پایه، گروه شیمی، کد پستی 73441-81746سید امینمیرمحمدیتهران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکزی، دانشکده فنی مهندسی، گروه مهندسی شیمی، صندوق پستی 768-131850000-0003-3795-5663جوادمختاریتهران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، دانشکده علوم پایه، گروه شیمی، کد پستی 73441-81746محمدعطاییتهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، صندوق پستی 112-14975سماحهسجادیتهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، صندوق پستی 112-14975نعیمهبحری لالهتهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، صندوق پستی 112-149750000-0002-0925-5363Journal Article20210118<strong>Hypothesis</strong>: Design and synthesis of self-curable solutions containing polyethylene glycol (PEG) and polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) is a simple and economical method to enhance the physical and mechanical properties of biodegradable PEG. <br /><strong>Methods</strong>: First POSS nanoparticles were treated with acryloyl chloride (AC) to obtain POSS-AC nano-powder. In another reaction, PEG was copolymerized with fumaryl chloride to prepare polyethylene glycol fumarate (PEGF). POSS-AC was subsequently dispersed in PEGF matrix in 1 and 2% (wt) in the presence and absence of N-vinyl pyrrolidone as a reactive diluent. The obtained slurries were photocured by blue light irradiation using camphorquinone as photoinitiator. The crystal structure, dispersion quality, crosslink ability, mechanical, thermal and thermomechanical characteristics of the prepared nanocomposites as well as crosslinked neat PEGF were studied by XRD, TEM, equilibrium swelling, tensile, TGA and DMTA tests, respectively.<br /><strong>Findings</strong>: The XRD pattern of nanocomposites did not show any sharp peak related to the aggregation and agglomeration of the nanoparticles. TEM pictures revealed good dispersion of POAA-AC nanoparticles with mean diameter within 10-50 nm range. Furthermore, the presence of POSS-AC and reactive diluent led to an <br />increase in the Tg of cured PEGF (as a blank system) from -16°C to a value in the range of -13 to -3°C, gel content from 45% to 62-84%, storage modulus from 1.6 GPa to 2.2-3.3 GPa, maximum decomposition temperature from 395 °C to 408-432°C, and Young's modulus from 0.46 MPa to 1.2-1.6 MPa. As a result, the nanocomposites designed in this study exhibited good mechanical properties and fast curing which would be considered as potential candidates for tissue engineering and biomedical applications.<br /><br /><strong>فرضیه</strong>: طراحی و تولید محلولهای دارای پلیاتیلنگلیکول و سیلسسکوییاکسان اولیگومری چندوجهی (POSS)، با قابلیت شبکهایشدن درجا، روشی ساده و مقرون بهصرفه برای تولید نانوکامپوزیتهای هیبریدی بهمنظور بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی پلیاتیلنگلیکول زیستتخریبپذیر است.<br /><strong>روشها</strong>: نخست، نانوذرات POSS با آکریلویلکلرید عملآوری و نانوپودر POSS-AC تهیه شد. در واکنشی دیگر، پلیاتیلنگلیکول با فوماریل کلرید برای تهیه پلیاتیلنگلیکول فومارات (PEGF) وارد واکنش پلیمرشدن تراکمی شد. درستی واکنشهای انجامشده با آزمونهای FTIR و GPC تأیید شد. از پراکنش 1 و %2 وزنی POSS-AC در PEGF، در مجاورت %10 رقیقکننده N-وینیل پیرولیدون (NVP) و در نبود آن نمونههای مختلفی فرمولبندی شدند. سپس، نمونهها برای پخت با نور آبی در مجاورت کامفورکینون بهعنوان نور آغازگر و N،N- دیمتیلآمینواتیل متاکریلات بهعنوان شتابدهنده قرار گرفتند. پس از تهیه نانوکامپوزیتهای مدنظر، اثر وجود و مقدار نانوذرات POSS، وجود رقیقکننده، و زمان پخت بر کیفیت پراکنش نانوذرات با آزمونهای پراش پرتو Xو(XRD)، میکروسکوپی الکترونی عبوری (TEM)، تورم تعادلی، کشش، گرماوزنسنجی (TGA) و تجزیه گرمایی دینامیکی-مکانیکی (DMA) بررسی شد.<br /><strong>یافتهها</strong>: در الگوی XRD نانوکامپوزیت، هیچ پیک تیزی دیده نشد که حاکی از انبوهش نانوذرات باشد. عکسهای TEM پراکنش مناسب نانوذرات را با اندازه ذرات در محدوده 10-50 نانومتر تأیید کرد. نتایج آزمونها نشان داد، وجود نانوذرات و رقیقکننده موجب افزایش Tg از 16- درجه در نمونه PEGF پختشده تا 13- تا -3 درجه، افزایش مقدار ژل از %45 تا %84-62، افزایش مدول ذخیره از 1.6GPa تا 3.3-2.2، افزایش بیشینه دمای تخریب از °395 تا °432-408 و مدول یانگ از 0.46MPa تا 1.2-1.6 شد. بهطور خلاصه، نانوکامپوزیت طراحیشده در این مطالعه با خواص مکانیکی خوبی و پخت سریع که نشان داد، میتواند گزینه مناسبی برای استفاده در کاربردهای زیستی و مهندسی بافت باشد.<br /><br />