فهرست مطالب

علوم و تکنولوژی پلیمر - سال بیست و پنجم شماره 6 (پیاپی 122، بهمن و اسفند 1391)

دو ماهنامه علوم و تکنولوژی پلیمر
سال بیست و پنجم شماره 6 (پیاپی 122، بهمن و اسفند 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/12/27
  • تعداد عناوین: 7
|
  • علی کیهان پور، سید محمد سید محقق، احمد جمشیدی صفحه 421
    در این پژوهش، الکترود اصلاحی PANI-GOD بررسی شده است. برای تهیه فیلم PANI از صفحه پلاتینی cm 4/0× 4/0 به عنوان الکترود کار، الکترود میله ای پلاتین به عنوان الکترود مقابل و الکترود Ag/AgCl به عنوان الکترود مرجع استفاده شد. برای تهیه فیلم روش ولت سنجی چرخه ای از پتانسیل v1/0- تا v1و با سرعت پویش mV/s 50 به تعداد 30 پویش در محلول حاوی M2/0آنیلین و M1 سولفوریک اسید انجام شد. خواص فیلم پلیمری تشکیل شده با روش های الکتروشیمیایی، طیف سنجی نوریUV-vis، طیف سنجی تبدیل فوریه زیرقرمز و امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شده است. از روش ساده ای برای تولید حسگرهای گلوکوز استفاده شد. برای این کار آنزیم گلوکوز اکسیداز با استفاده از محلول 1/0 در صد حجمی عامل شبکه ای کننده (گلوترآلدهید) در محیط بافر فسفات با pH برابر 7 روی فیلم های نازک پلیمر تثبیت شد. نتایج حاصل از امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد، آنزیم به طور موفقیت آمیز روی فیلم های پلیمری تثبیت شده است. در این پژوهش، اثر بعضی از شرایط آزمایشگاهی مختلف مثل حجم عامل شبکه ای کننده (گلوترآلدهید)، pH، دما و پتانسیل کاربری به روش جریان سنجی بررسی شده است. مشاهده شد، با تغییر درصد حجمی عامل شبکه ای کننده فعالیت الکترودهای اصلاحی نیز تغییر می کند که بیشترین فعالیت در 1/0 در صد حجمی عامل شبکه ای کننده (گلوترآلدهید) مشاهده شد. انرژی فعال سازی برای الکترود اصلاحی پلی آنیلین، در محیط بافری استات و فسفات به ترتیب kJ/mol 41 و 37 به دست آمد. بیشترین جریان الکتریکی در این زیست حسگرها درpH برابر 7 و پتانسیل V65/0 دیده شد.
    کلیدواژگان: پلی آنیلین، زیست حسگر، آمپرسنجی، گلوتارآلدهید، گلوکوز اکسیداز
  • ساجده بحرانی، بابک قنبرزاده، حامد همیشه کار، محمد یار حسینی صفحه 433
    یکی از انواع نانوکپسول های مورد استفاده برای ریز پوشانی و رهایش کنترل شده مواد غذایی - دارو، نانوکمپلکس های زیست پلیمری اند که از اتصال زیست پلیمرهای پروتئینی و پلی ساکاریدی تشکیل می شوند. در این پژوهش، تشکیل کمپلکس بین پکتین و سدیم کازئینات، با افزودن محلول پکتینی)2/0، 45/0 و 7/0% w/v) به محلول کازئیناتی (5/0، 1 و 5/1 % w/v) و کاهش pH به زیر نقطه ایزوالکتریک کازئینات سدیم، انجام شد و اثر عوامل مختلف از جمله غلظت زیست پلیمر، غلظت نمک، دما و زمان فراصوت دهی بر خواص نانوکمپلکس های پکتین کازئینات به عنوان نانوحامل بالقوه بررسی شده است. گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و دستگاه اندازه گیری اندازه ذرات، به ترتیب برای تشخیص تشکیل کمپلکس و تعیین اندازه و توزیع ذرات استفاده شدند. مطابق نتایج DSC، با اختلاط محلول های سدیم کازئینات و پکتین در شرایط اسیدی (1/4=pH)، پیک مربوط به پکتین (°C4/208) و کازئین خالص (°C3/206) حذف شده و مخلوط این دو، یک پیک جدید را در دمای بالاتر (°C7/248) نشان داد. نتایج DSC و کدورت سنجی، ایجاد کمپلکس بین پکتین و کازئین در pHهای کمتر از 5 و نتایج اندازه ذرات، تشکیل پراکنش پایدار، با حداقل اندازه nm 86 را در pH برابر 1/4، کازئینات w/v %1 و پکتینw/v %45/0 نشان دادند. فراصوت دهی با زمان های بیش از min 1، اندازه ذرات را کاهش داد و افزودن نمک، در غلظت های کم و زیاد نتایج متفاوتی را در پایداری سامانه داشت. با کاهش دمای تولید از C °21 به C °4 اندازه ذرات نانوکمپلکس کاهش یافت. مطابق نتایج آزمون رئولوژی نوسانی، با افزایش غلظت پکتین، مدول های گرانروکشسانی (Ǵ وG ̋) افزایش یافتند و مدول اتلاف (G ̋) از مدول ذخیره (Ǵ) بزرگ تر بود.
  • فاطمه عربگل، مهرداد کوکبی، احمدرضا بهرامیان صفحه 449
    یکی از مهم ترین کاربردهای مواد الاستومری فداشونده، عایق گرمایی موتور موشک است. احتراق سوخت جامد در موتور موشک، محیطی متلاطم متشکل از گازهایی با سرعت بیش از m/s 1000، دمای بیش از Co3000 و فشاری متجاوز از MPa10 ایجاد می کند که هر آلیاژ فلزی را تخریب می کند. عایق های گرمایی نانوکامپوزیتی الاستومری در مقایسه با عایق های گرمایی مشابه بر پایه غیرالاستومری، به دلیل تحمل تنش های گرمایی و تغییر شکل بیشتر مورد توجه ویژه هستند. لاستیک نیتریل با خواص گرمایی مناسب گزینه مناسبی برای چنین کاربردهاست. امروزه تلاش برای افزایش کارایی خواص فداشوندگی این عایق ها مورد توجه پژوهشگران است. تاکنون پژوهش های اندکی در زمینه استفاده از نانوذرات خاک رس برای افزایش خواص فداشوندگی و مکانیکی عایق گرمایی فداشونده الاستومری موتور موشک انجام شده است. در این پژوهش، به کمک نانوفناوری، عایق فداشونده الاستومری با خواص فداشوندگی و مکانیکی برتر ارائه شد. نتایج نشان داد، عایق گرمایی نانوکامپوزیتی الاستومری حاوی %15 وزنی نانوخاک رس، در مقایسه با نوع کامپوزیتی، مشخصه های برتر زیر را نشان می دهد: %46 استحکام کششی بیشتر، %60 کرنش در نقطه پارگی زیادتر، 7/1 برابر مدول کششی بیشتر (در 100% کرنش) نسبت به کامپوزیت الاستومری، %62 افزایش در عدد شاخص عایق، %36 کاهش در سرعت های فداشوندگی جرمی و پسروی سطح تحت شار گرمایی 2kW/m2500 به مدت s 15
    کلیدواژگان: عایق گرمایی، فداشونده، نانوکامپوزیت، لاستیک نیتریل، دما بالا
  • عبدالرحیم بزاز، صائب صادقی*، حسین فخراییان، علی پورجوادی صفحه 459

    در این پژوهش، تغلیظ کننده پلی(اتیلن گلیکول-کو-نونا دکانامید) در سه مرحله سنتز شده است. مراحل سنتز شامل تهیه توسیل پلی(اتیلن اکسید) از واکنش پلی(اتیلن اکسید) از دو گروه هیدروکسیل انتهایی و پارا تولوئن سولفونیل کلرید با بازده %95، تبدیل محصول مرحله اول تحت گاز آمونیاک به پلی(اتیلن اکسید دی آمین) (POEA) و در مرحله سوم واکنش POEA با نانودکانوئیل کلرید با بازده %90 است. در مرحله اول از واکنش پلی اتیلن گلیکول با پاراتولوئن سولفونیل کلرید، توسیل پلی(اتیلن اکسید) به دست آمد. در مرحله دوم محصول به دست آمده از مرحله پیشین، در مجاورت گاز آمونیاک به POEA، تبدیل شد. در نهایت در مرحله آخر، از واکنش نونادکانویل کلرید با POEA، کوپلیمر مدنظر به دست آمد. افزون بر سنتز کوپلیمر اصلی، نونادکانویل کلرید نیز با استفاده از اسید مربوط سنتز شد. برای اثبات سنتز کوپلیمر نهایی از مقایسه خواص رئولوژیکی پلی اتیلن گلیکول و محصول نهایی و نیز طیف سجی FTIR و آزمون GPCاستفاده شد. به دلیل احتمال تخریب زنجیر پلیمر در دماهای بیش از °C 45، واکنش های انتهایی در دمای کمتر انجام شد. دو روش گرانروی سنجی و رنگنگاری ژل تراوایی برای اطمینان از تغییر درجه پلیمرشدن یا تخریب طول زنجیر طی مراحل سنتز به کار گرفته شد. با این روش ها مشخص شد، وزن مولکولی نمونه سنتز شده در حدود 20000 دالتون ثابت مانده است. منحنی جریان محلول %10 از تغلیظ کننده سنتز شده در آب حاکی از تشکیل سیالی غیر نیوتونی است، در حالی که محلول %10 پلی اتیلن اکسید رفتار نیوتونی نشان داد. همچنین، با تغییر گرانروی با شدت برش محلول %10 تغلیظ کننده در آب، سیال رفتار ژل گرایی نشان داد، به طوری که با افزایش شدت برش از مقدار گرانروی آن کاسته می شود. نقش این تغلیظ کننده ها افزایش گرانروی رنگ های لاتکس، تشکیل فیلم پایدار و براق پس از استفاده از آن و مقاوم کردن آنها در برابر برش است تا از ریزش سریع و جمع شدن رنگ بر سطح مدنظر جلوگیری شود.

    کلیدواژگان: تغلیظ کننده تجمعی، پلی(اتیلن گلیکول - کو، نونادکانامید)، سنتز، رئولوژی، ژل گرایی
  • سعید بیگی بروجنی، محمد عطایی، عزیزالله نودهی، محمد فردوسی، کیوان نصرت زادگان صفحه 467
    ریزبالن ها نتیجه انبساط ریزگوی های انبساط پذیرند که از پوسته گرمانرم و هسته هیدروکربنی انبساط پذیر تشکیل می شوند. اگر دمای انبساط به دمای انتقال شیشه ای دیواره ریزبالن ها نزدیک باشد، با تبخیر مایع از هسته ریزگوی، فشاری داخلی ایجاد می شود و هم زمان با نرم شدن دیواره، انبساط رخ می دهد. در این پژوهش، ریزگوی های اولیه انبساط نیافته از جنس پلی متیل متاکریلات با یا بدون ایجاد اتصالات عرضی به روش پلیمرشدن رادیکالی آزاد تعلیقی تهیه شدند. در فاز آبی از پلی وینیل الکل به عنوان عامل پایدارکننده استفاده شد و در فاز آلی علاوه بر متیل متاکریلات به عنوان مونومر، از تری اتیلن گلیکول دی متاکریلات به عنوان عامل شبکه ای کننده، از پنتان به عنوان عامل انبساط و از بنزوئیل پراکسید به عنوان آغازگر استفاده شد. در نتیجه پلیمرشدن، ذراتی به قطر 20 تا mμ40 با قابلیت انبساط حاصل شد. اثر مقدار عامل شبکه ای کننده استفاده شده در فرمول بندی بر شکل شناسی، کیفیت انبساط و نیز چگالی ریزبالن های حاصل بررسی شد. نتایج بررسی ریزبالن ها به روش میکروسکوپی الکترونی پویشی ریزبالن هایی کاملا کروی با ضخامت دیواره در حدود mμ 4/0را نشان داد. آزمون گرماوزن سنجی درصد پنتان باقی مانده درون ریزبالن های انبساط یافته را در حدود 20 درصد نشان داد.
    کلیدواژگان: ریزبالن، پلیمرشدن تعلیقی، عامل انبساط، ریزگوی انبساط پذیر
  • مونا زمانی پدرام، محمدرضا امیدخواه، آبتین عبادی عموقین، رضا یگانی، فرهاد مقدم صفحه 477
    توسعه روش ها و فناوری های جدید برای حذف کربن دی اکسید با کاربردهای متفاوت از قبیل خالص سازی گاز سنتزی، شیرین سازی گاز طبیعی و جداسازی گازهای گلخانه ای سهم قابل توجهی از پژوهش های انجام شده در زمینه ساخت غشاهای پلیمری را به خود اختصاص داده است. به کارگیری حامل های واکنش دهنده مناسب در شبکه پلیمر، انحلال پذیری و شدت جذب گاز کربن دی اکسید را به مقدار قابل توجهی افزایش می دهد. در غشاهای انتقال تسهیل یافته، انتقال از غشا با توجه به واکنش برگشت پذیر بین حامل های واکنش دهنده و جزء گازی مدنظر، از نوع گزینشی بوده در حالی که سازوکار انتقال گازهای بی اثر (از نظر واکنش پذیری با حامل) نظیر نیتروژن، هیدروژن و متان، انحلال- نفوذ است. در این پژوهش، شبکه دارکردن غشاهای پلی وینیل الکل حاوی دی تانول آمین با استفاده از عامل شبکه ساز گلوتارآلدهید با ترکیب درصدهای مختلف (نسبت عامل شبکه ساز به پلیمر برابر 0، 1، 3، 5 و %7) بررسی شده است. برای جلوگیری از آثار تداخلی اسید و حلال در واکنش آمین و کربن دی اکسید این آزمون ها در غیاب کاتالیزور اسیدی و حلال آلی انجام شدند. شکل شناسی غشاهای سنتز شده با استفاده از آزمون های DSC، FTIR و SEM بررسی شد. افزون بر این، اثر مقدار عامل شبکه ساز، ترکیب درصد و فشار خوراک بر خواص جداسازی کربن دی اکسید - متان در حالت گاز خالص ارزیابی شده است. غشاهای شبکه ای شده گزینش پذیری کربن دی اکسید- متان بیشتری را نسبت به نمونه شبکه ای نشده نشان داده اند. کربن دی اکسید- متان بهترین نمونه غشاهای تهیه شده/PTFE (wt %7)-PVA/GA DEA برای خوراک خالص13/91 بوده است
    کلیدواژگان: شیرین سازی گاز، غشاهای انتقال تسهیل یافته، جداسازی گاز، شبکه ای کردن، پلی وینیل الکل
  • محمد آندیده، میرحمیدرضا قریشی، قاسم نادری، صدیقه سلطانی صفحه 491
    در این پژوهش، کامپوزیت های هیبریدی لاستیک طبیعی و لاستیک استیرن- بوتادی ان (NR/SBR) تقویت شده با الیاف کوتاه نایلون و نانوخاک رس (Cloisite15A) در مخلوطکن داخلی و غلتک آزمایشگاهی در سه مرحله فرایند اختلاط تهیه شده است. اثر مقادیر مختلف الیاف در مقدار ثابت 3 درصد وزنی نانوخاک رس روی ساختار، خواص مکانیکی و شکل شناسی نانوکامپوزیت ها مطالعه شده است. نمونه ها با استفاده از پرس هیدرولیک پس از تعیین مشخصات پخت، در دمای °C150 پخت شدند. چسبندگی الیاف به ماتریس لاستیکی با افزودن هگزامتیلن تترا آمین، رزورسینول و سیلیکای آب دار (HRH) افزایش می یابد. نتایج نشان می دهند، با افزایش مقدار الیاف و نانوخاک رس اصلاح شده زمان پخت و شاخص تورم کاهش، درحالی که سرعت پخت و بیشینه گشتاور افزایش می یابد. ساختار و شکل شناسی سطح شکست نانوکامپوزیت ها با استفاده از پراش پرتو X (XRD) و میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) مطالعه شد. نتایج حاصل از XRD نانو کامپوزیت ها نشان داد، فاصله بین لایه ای صفحات سیلیکاتی افزایش یافته است. خواص مکانیکی (استحکام کششی، استحکام پارگی، ازدیاد طول تا پارگی و سختی) نانوکامپوزیت های تهیه شده با الیاف نو و ضایعاتی در جهت گیری طولی الیاف با هم مقایسه و بررسی شده است.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت NR، SBR، خواص مکانیکی و شکل شناسی، نانوخاک رس، الیاف کوتاه نایلون
|
  • Ali Keyhanpour, S. Mohammad Seyed Mohaghegh, Ahmad Jamshidi Page 421
    The polyaniline-glucose oxidase (PANI-GOD) electrode has been investigated in the present work. Polyaniline (PANI) film via cyclic voltammetric method was synthesized at room temperature, in a standard three-electrode cell. Aniline films were deposited from 1 M acidic (H2SO4) aqueous media containing 0.2 M aniline by voltammetric sweep between −0.1 V and 1 V, Ag/AgCl, at 50 mV/s. The sweep was stopped after 30 cycles at −0.1 V Ag/AgCl and the working electrode was deposited by polyaniline. Platinum plate (0.4cm×0.4cm), platinum rod and Ag/AgCl electrodes were used as working, counter and reference electrodes, respectively. The synthesized PANI films were characterized by electrochemical technique, electrical conductivity, UV-visible spectroscopy, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). A simple technique was used for fabrication of a glucose sensor. In this method glucose oxidase as an enzyme was immobilized by glutaraldehyde 0.1% as cross-linking agent and kept pH around 7 using 0.1 M phosphate over polyaniline thin films, glucose oxidase was deposited on a platinum plate in phosphate or acetate buffer. The results of EIS indicated the successful immobilization of enzyme over polymer films. Effects of some experimental variables such as cross-linking agent volume content, pH, applied potential, and temperature on the amperometric response of the sensor were investigated. It was obsereved that the activity of modified electrodes changed with various amounts of cross-linking agent volume percent. The activation energy for polyaniline-modified electrode in acetate and phosphate buffer were obtained as 41 and 37 kJ/mol, respectively. A maximum current response was resulted at pH 7 and potential 0.65 V (versus Ag/AgCl).
    Keywords: polyaniline, glutaraldehyde, amperometry, biosensor, glucose oxidase
  • Sajedeh Bahrani, Babak Ghanbarzadeh, Hamed Hamishehkar, Mohammadyar Hoseini Page 433
    The biopolymer-based nanocomplexes are a group of nanocapsules that are used for encapsulation and control delivery of nutraceuticals. They are formed by binding of proteins and polysaccharides. In this study, complex formation between pectin and sodium caseinate was taken place by addition of pectin solutions (0.2, 0.45 and 0.7 % w/v) into the caseinate solutions (0.5, 1 and 1.5 % w/v) and adjusted their pH below isoelecteric point of sodium caseinate. The effect of various factors such as biopolymer concentration, salt concentration, temperature and time of ultrasound on the properties of pectin-casein nanocomplexes was investigated. Differential scanning calorimetry (DSC) and particle size analyzer were used for study of complex formation and particle size determination, respectively. The results of DSC and turbidimetry showed complex formation between the pectin and casein at pH below 5 and the results of particle size showed formation of stable dispersion with a minimum size of 86 nm at pH 4.1, caseinate of 1 % w/v and pectin 0.45 % w/v concentration. The ultrasound for more than 1 min reduced particle size and addition of salt at high and low concentrations had different effects on the stability of the colloidal system. The lowering of temperature from 21 to 4°C resulted in smaller particle size of nanocomplexes. The oscillatory rheological results showed that with increasing pectin concentration, viscoelastic moduli were increased and loss moduli were higher than storage modulus.
  • Fatemeh Arabgol, Mehrdad Kokabi, Ahmad Reza Bahramian Page 449
    Thermal insulation of rocket motor chamber is one of the most important functions of elastomeric ablative material. Combustion of solid rocket motor propellant produces turbulent media containing gases with a velocity more than 1000 m/s, temperature and pressure more than 3000°C and 10 MPa, respectively,which destroys all metallic alloys. Elastomeric nanocomposite heat insulators are more attractive subjects in comparison to their non-elastomeric counterparts, due to their excellent thermal stresses and larger deformation bearing capacity. Nitrile rubber with high thermal properties is a proper candidate in such applications. Development in ablation performance of these heat shields is considered as an important challenge nowadays. A few works have been recently carried out using organoclay to enhancethe ablation and mechanical properties of heat insulators. In this work, an elastomeric heat insulator with superior ablative and mechanical properties was presented using nanotechnology. The results showed that an elastomeric nanocomposite heat insulator containing 15 wt% organoclay exhibits superior characteristics compared to its composite counterpart such as: 46% more tensile strength, 60% more elongationat-break, 1.7 times higher modulus (at 100% strain), 62% higher “insulating index number” and 36% lower mass ablation and erosion rates under a standard test with a heat flux of 2500 kW/m2 for 15 s.
    Keywords: heat insulator, ablation, nanocomposite, NBR, high temperature
  • Abdol Karim Bazaz, Saeb Sadeghi, Hossein Fakharian, Ali Pourjavadi Page 459

    A route for the synthesis of an associative thickener (AT), composed of polyethylene oxide, end-capped with nonadecylamide groups, has been devised. The molecular weight of PEO was 20,000 Daltons. PEO, with such molecular weight, was converted to a hydrophobically end-capped copolymer (hydrophobically associating nonadecanamide polyethylene oxide copolymer, POER), by three chemical reactions on its end-groups. In the first step, tosyl polyethylene oxide (Ts-PEO) was obtained from the reaction of polyethylene oxide (PEO) with tosylchloride by 95% yield. In the second step, the Ts-PEO was convertedto polyethylene oxide diamine (PEOA) by inserting ammonia gas in the solution of Ts-PEO at 0°C (90% yield). Finally, in the third step the desired associative thickener (POER) was obtained from the reaction of PEOA with nonadecanoyl chloride (90%yield). Because of chain degradation probability the reaction was carried out at the temperature lower than 45°C. Therefore, there was no chain degradation during eachreaction step. The successful conversion of hydroxyl groups was shown by viscosity behavior. This was proved by measuring the polydispersity of the reactant PEO and the product PEOR, by gel permission chromatography and comparing the viscosity of PEO with the product of the second step, polyethylene oxide diamine (POEA). The results show that through the synthetic preparation the molecular weight of thebackbone remains unchanged (~20000 D). The flow curve of a 10% aqueous solution of POER-AT shows that the solution is non-Newtonian, but the flow curve of a 10% aqueous solution of POE is a Newtonian fluid. Also the variation in viscosity of a 10% aqueous solution of POER shows that this solution is thixotropic. The effects of synthesized AT was investigated on the thickening of one formulated latex paint and it is shown an increase in the shearing strength of the formulation.

    Keywords: associative thickener, poly(nonadecanamideco, ethylene glycol), synthesis, rheology, thixotropic
  • Saeed Beigi Boroujeny, Mohammad Atai, Azizolah Nodehi, Mohammad Ferdowsi, Keyvan Nosratzadegan Page 467
    Hollow microspheres or microballoons are gas-filled spherical particles with diameters between 1 to 1000 micrometers. The wall material may be made from glass, ceramic oxides, polymers or even metals. The typical thickness of the wall is in the range of 1 to 10% of the outer diameter of the sphere. Hollowmicrospheres have low density and high specific surface. They are widely used as toners, immobilization carriers, chromatographic packings, and sound dampening or adsorption materials. Thermally expandable microspheres are hollow balloons that consist of a thermoplastic shell with a liquid blowing agent as the core. These microspheres are expanded by applying temperatures higher than the glass transition temperature of the thermoplastic shell. The particles expand due to the evaporation of the encapsulated solvent which causes an internal pressure. In this study the primary expandable particles were synthesized via suspension polymerization of methacrylate monomers in the presence of pentane as a blowing agent and benzoyl peroxide as a thermal initiator. In the second step, the particles consisting of PMMA shell and pentane core were expanded at elevated temperature to obtain microballoons with a very low density. Morphology of the particles was studied using scanning electron microscopy. The results showed that the process successfully resulted in formation of spherical microballoons. The mean diameter of unexpanded particles was about 30 μm and thickness of the shell was about 2 μm while, their mean diameter after expansion was about 90 μm and the thickness of the shell decreased to 400 nm. The diameter to wall thickness ratio of expanded particles was about 1:200 which provided particles with a very low density of 0.05 g/cm3.
    Keywords: microballoons, suspension polymerization, blowing agent, expandable microspheres, PMMA
  • Mona Zamani Pedram, Mohammad Reza Omidkhah, Abtin Ebadi Amooghin, Reza Yaghani, Farhad Moghadam Page 477
    Developing new methods and technologies for CO2 removal with a variety of applications, such as purification of synthesis gas, natural gas sweetening, and greenhouse gas sequestration are nowadays carried out in research works involving polymeric membranes. By employing suitable reactive carriers into the membrane matrix, the solubility and absorption rate of the reactive gas (i.e., CO2) are enhanced. In facilitated transport membrane, the selective transport through the membrane occurs owing to a reversible reaction between the reactive carriers and the target gas, while in contrast the solution-diffusion is the dominant mechanism for permeation of inert gases such as CH4, N2 and H2. In this work, the cross-linking of diethanolamine (DEA)-impregnated polyvinyl alcohol (PVA) by glutaraldehyde (GA) with different blend compositions (GA/PVA: 0.5, 1, 3, 5, 7 ratio%) were performed in the absence of an acid catalyst and organic solvents in order to avoid any interference in CO2 facilitation reaction with DEA. The fabricated membranes were characterized by differential scanning calorimetry, Fourier transform infrared (FTIR) and scanning electron microscopy. Furthermore, the effects of cross-linking agent content and feed pressure on CO2/CH4 transport properties were investigated in pure gas experiments. Finally, the cross-linked membranes showed reasonable CO2/CH4 permselectivity indexes in comparison to uncross-linked membranes. The best-yield in CO2-selective membranes (DEA-PVA/GA (1 wt%)/PTFE) represented the best CO2/CH4 selectivity of 91.13 for pure gas experiments.
    Keywords: gas sweetening, facilitated transport membranes, gas separation, cross, linking, polyvinyl alcohol
  • Ghasem Naderi Page 491
    Natural rubber and styrene butadiene rubber (NR/SBR) reinforced with short nylon fibers along with nanoclay (Cloisite 15A) hybrid composites were prepared in an internal and a two roll-mill mixer by a three-step mixing process. The effects of fiber content at a constant loading of 3 wt% nanoclay were studied on the microstructure, mechanical and morphological properties of the prepared nanocomposites. The adhesion between the fiber and the rubber was enhanced by the addition of a dry bonding system consisting of resorcinol, hexamethylene tetramine and hydrated silica (HRH). The curing characteristics of the composites were determined and subsequently vulcanized at 150°C using a hot press. It was observed that the cure time and swelling index of the composites decreased while maximum torque, and cure rate increased with increasing of short fiber and nanoclay contents. The structure and fracture surface morphology of the nanocomposites were characterized using X-ray diffraction, scanning electron microscopy. X-ray diffraction results of nanocomposites indicated that the interlayer distance of silicate layers increased. The mechanical properties (tensile, tear strength, elongation-at-break and hardness) ofnanocomposites containing virgin and waste fibers in the longitudinal direction are compared.
    Keywords: NR, SBR nanocomposite, mechanical properties, morphology, nanoclay, short nylon fibres