فهرست مطالب

دو ماهنامه علوم و تکنولوژی پلیمر
سال بیست و هشتم شماره 1 (پیاپی 135، فروردین و اردیبهشت 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/02/24
  • تعداد عناوین: 7
|
  • بخشعلی معصومی صفحات 3-18
    در پژوهش حاضر، پلیمرهای رسانای محلول در آب برپایه مشتقات پلی تیوفن تهیه شدند. بدین منظور، ابتدا 3- دودسیل تیوفن با استفاده از واکنش آلکیل دار کردن 3- برموتیوفن با برمودودکان و فلز منیزیم سنتز شد. مونومر 2،′2 - بی تیوفن نیز از 2- برموتیوفن تهیه شد. سپس، هوموپلیمرهای بی تیوفن، 4،3- اتیلن دی اکسی تیوفن و 3- دودسیل تیوفن به روش اکسایش شیمیایی در مجاورت پلی استیرن سولفونیک اسید، آمونیوم پرسولفات و آب به ترتیب به عنوان دوپه کننده، اکسنده و حلال در دمای آزمایشگاه با همزدن شدید تهیه شدند. همچنین، کوپلیمرهای بی تیوفن با 3- دودسیل تیوفن و4،3- اتیلن دی اکسی تیوفن و کوپلیمرهای 4،3- اتیلن دی اکسی تیوفن با 3- دودسیل تیوفن در نسبت های مولی مختلف با همان شرایط تهیه پلیمرها تهیه شدند. از کیسه دیالیز و فرایند انجماد برای خالص سازی و خشک کردن هوموپلیمرهای تهیه شده استفاده شد. ساختار هومو و کوپلیمرها با طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه بررسی شد. ساختار مزدوج و مسطح، پلیمرها با طیف سنجی فرابنفش- مرئی بررسی شد. رسانایی الکتریکی پلیمرها با دستگاه رسانایی سنج چهارنقطه ای اندازه گیری شد. شکل شناسی آنها با میکروسکوپ الکترونی پویشی و عبوری و پایداری گرمایی با دستگاه تجزیه گرماوزن سنجی مطالعه شد. انحلال پذیری پلیمرهای تهیه شده در انواع حلال های آلی و آب بررسی شد. فعالیت الکتروشیمیایی برخی از پلیمرهای تهیه شده با ولت سنجی چرخه ای روی الکترود کربن شیشه ای در محلول الکترولیت LiClO4/CH3CN مطالعه شد. بررسی تصاویر SEM و TEM نشان داد، ساختار هومو و کوپلیمرهای لایه ای، تجمع یافته و اندازه ذرات آنها حدود 200-100 نانومتر است. در مجموع هومو و کوپلیمرهای تهیه شده رسانایی الکتریکی و فعالیت الکتروشیمیایی کمتری دارند. همچنین دلیل این کاهش وجود دوپه کننده پلی استیرن سولفونات است که تحرک پلیمرهای رسانا را کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: کوپلیمرهای بی تیوفن، پلی بی تیوفن های محلول در آب، فعالیت الکتروشیمیایی، پلیمرشدن شیمیایی، پلی4، 3، اتیلن دی اکسی تیوفن، 3، دودسیل تیوفن
  • حجت رجب زاده، ایرج امیری امرایی، امیر مسعود رضادوست* صفحات 19-26
    آمیزه های قالب گیری فنولی، در ساخت عایق های گرمایی کاربرد گسترده ای دارند. فرایندپذیری و خواص مکانیکی، دو خصوصیت مهم این آمیزه هاست. در این پژوهش، جریان یابی آمیزه در قالب مارپیچ به عنوان شاخص فرایندپذیری و استحکام کششی به عنوان شاخص خواص مکانیکی مورد توجه قرار گرفت و اثر متغیرهایی مانند پخت مرحله B، طول الیاف و وجود سیلان بر آنها بررسی شد. نتایج آزمون جریان یابی نشان داد، پخت مرحله B اثر قابل توجهی بر مقدار جریان آمیزه می گذارد و حداقل 3 ساعت در دمای 85 درجه سلسیوس برای این کار لازم است. گرمادهی در این مرحله سبب افزایش گرانروی رزین و کمک به حمل الیاف هنگام فرایند قالب گیری و در نتیجه بهبود پخش الیاف می شد. استحکام کششی آمیزه های قالب گیری شده تا زمان 3/5 ساعت از پخت مرحله B، استحکام را افزایش داده شد. ولی مدت زمان بیشتر استحکام را کاهش داد. افزایش گرما دهی پس از 3/5 ساعت، پخت را تا مرحله ای پیش می برد که امکان اتصال اجزای آمیزه به یکدیگر تضعیف می شد. اصلاح سیلان نیز در هر حالتی سبب افزایش استحکام می شد که با توجه به تصاویر میکروسکوپ الکترونی به افزایش سازگاری رزین و الیاف، کمک به حمل الیاف هنگام فرایند و درنتیجه پخش بهتر الیاف نسبت داده شد. نکته جالب توجه اینکه برخلاف انتظار اولیه، پخت مرحله B اثر بیشتری بر افزایش استحکام کششی داشت. در حالی که سیلان، استحکام کششی را حدود %30 تا 40% افزایش می داد، پخت مرحله B استحکام را بیش از %130 ارتقا می داد. استحکام کششی با ازدیاد طول الیاف نیز افزایش یافت که با توجه به ماهیت الیاف کوتاه و نقش مکانیکی آن، موضوع مورد انتظار بود.
    کلیدواژگان: آمیزه قالب گیری، رزین فنولی، اصلاح سیلانی، استحکام کششی، جریان یابی
  • محمد جواد شیرکوند، حامد عزیزی، اسماعیل قاسمی، محمد کرابی، رضا راشدی صفحات 27-38
    در این مقاله، ارتباط میان ریزساختار مولکولی و رفتار پارامترهای رئولوژیکی سه نوع پلی اتیلن با چگالی زیاد دارای توزیع وزن مولکولی پهن مطالعه شده است. پارامترهای ساختاری از قبیل متوسط های عددی، وزنی و Z وزن مولکولی، توزیع وزن مولکولی و عامل شاخه دار شدن با آزمون GPC در دمای زیاد، شناسایی و اندازه گیری شدند. طبق نتایج آزمون GPC نمونه BL4 بیشترین وزن مولکولی متوسط وزنی و هر سه نمونه دارای توزیع وزن مولکولی پهن و نیز نمونه EX3 کمترین PDI را در میان سه نمونه دارد. همچنین طبق این آزمون، نمونه EX3 بیشترین شاخه های جانبی کوتاه را در میان سه نمونه پلی اتیلنی دارد. مطالعه خواص رئولوژیکی در دو حالت چرخشی و دینامیکی و در دو ناحیه گرانروکشسان خطی و غیرخطی انجام شد و پارامترهای گرانروی در تنش برشی صفر (η0)، زمان آسودگی، مدول آسودگی از تنش و ضریب اتلاف به دست آمدند. رابطه میان η0 با وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی در دمای 180 در جه سلسیوس به دست آمد. همچنین، با به کارگیری تابع طیف زمان آسودگی، توزیع وزن مولکولی نمونه ها محاسبه و با نتایج آزمون GPC مقایسه شد. پس از محاسبه تابع توزیع وزن مولکولی و متوسط های وزن مولکولی با استفاده از مقادیر مختلف پارامتر اختلاط (β)، با انتخاب پارامتر اختلاط β برابر73/0 نتایج قابل قبولی برای پارامترهای مولکولی حاصل شده از آزمون رئولوژی در مقایسه با نتایج آزمون GPCبه دست آمد. پس از محاسبه مدول آسودگی از تنش و تابع اتلاف برای هر نمونه، تابع اتلاف نوع C شناسایی شد.
    کلیدواژگان: پلی اتیلن سنگین، ساختار مولکولی، خواص رئولوژیکی، توزیع وزن مولکولی، تابع اتلاف
  • محسن خادمیان، حسین عیسی زاده، محسن قربانی، علیرضا شاکری* صفحات 39-46
    پلی آنیلین (PANI) به دلیل قیمت کم، راحتی دسترسی به مواد اولیه، سنتز آسان، پایداری محیطی خوب، رسانایی الکتریکی قابل کنترل و خواص اکسایشی، از جالب ترین پلیمرهای رساناست. در سال های گذشته نشان داده شد، پلیمرهای رسانای الکتریکی نظیر پلی آنیلین می توانند به عنوان پوشش محافظ خوردگی استیل به دلیل تشکیل لایه اکسید روی سطح فلز، استفاده شوند. فرایندپذیری ضعیف پلی آنیلین به سبب خواص ضعیف مکانیکی و استحکام کم ازمعایب اصلی آن به شمار می آید. در این پژوهش، کلوئیدی از نانوکامپوزیت پلی آنیلین - SiO2(PSC) در محیط آبی با استفاده از پایدارکننده پلی وینیل الکل و اکسنده آمونیوم پرسولفات تهیه شد و نانوکامپوزیت حاصل با روش های XRD، FTIR و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) بررسی شد. امولسیون حاصل در غلظت های1، 3 و %5 وزنی با پلی وینیل استات (PVAc) مخلوط شد. تصویر SEM نشان داد، ذرات نانوکامپوزیت به خوبی در ماتریس پلی وینیل استات پخش شده اند. مقدار حفاظت از خوردگی پوششی از این مخلوط روی فلز در محلول های 1 مولار کلریدریک اسید و %5/3 سدیم کلرید به روش های الکتروشیمی تافل در دمای محیط ارزیابی شد. آزمون خوردگی با دستگاه پتانسیوستات- گالوانوستات با سه الکترود انجام شد. نتایج نشان داد، افزودن نانوکامپوزیت رسانا به ماده زمینه پوشش باعث کاهش شدید سرعت و شدت جریان خوردگی می شود. پلی وینیل استات حاوی مقدار %3 وزنی نانوکامپوزیت در محلول های کلریدریک اسید و سدیم کلرید دارای خاصیت حفاظت از خوردگی بهتری برای فلز کربن استیل St37 است.
    کلیدواژگان: پلی آنیلین، ضدخوردگی، کلوئید، نانوکامپوزیت، تافل
  • محمدعلی سمسارزاده*، مارال قهرمانی صفحات 47-60
    ساختار مواد پلیمری از مهم ترین پارامترهای اثرگذار بر خواص و ویژگی های غشاهاست. مطالعات و پژوهش های متعدد در زمینه غشاهای پلیمری بیان کننده ارتباط مستقیم بین ساختار- خواص غشاهای پلیمری است. در این پژوهش، سعی شد تا ارتباط بین ساختار آمیخته کوپلیمر قطعه ای پلی(متیل آکریلات) – پلی دی متیل سیلوکسان -پلی(متیل آکریلات) و پلی(وینیل استات) و خواص تراوایی آن بررسی شود. کوپلیمر قطعه ای انعطاف پذیرپلی(متیل آکریلات)-پلی دی متیل سیلوکسان - پلی(متیل آکریلات) (PMA-PDMS-PMA) به روش پلیمرشدن رادیکالی انتقال اتم سنتز شد. ریزساختار شیمیایی و شکل شناسی کوپلیمر با طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه و رزونانس مغناطیسی هسته هیدروژن، رنگ نگاری ژل تراوایی، پراش پرتو X، گرماسنجی پویشی تفاضلی و میکروسکوپی الکترونی پویشی بررسی شد. غشاهای کوپلیمر قطعه ای PMA-PDMS-PMA و آمیخته آن با پلی(وینیل استات) (PVAc) در ترکیب درصدهای مختلف به روش ریخته گری آماده شدند. در این پژوهش، با اضافه کردن PVAc به کوپلیمر قطعه ایPMA-PDMS-PMA گزینش پذیری غشاها در برابر گازهای کربن دی اکسید - متان در حدود %55 افزایش یافت. حجم آزاد جزئی (منعکس کننده مقدار تراکم زنجیر ها در آمیخته) و ثابت دی الکتریک (بیان کننده قطبیت مولکولی و حجم مولی آمیخته های پلیمری) عواملی هستند که به عنوان پارامترهای منعکس کننده اثر ساختار پلیمرها درنظر گرفته شدند. سعی شد تا به کمک این دو پارامتر، ارتباط بین خواص- ساختار غشاهای آمیخته ای PMA-PDMS-PMA/PVAc به شکل دقیق تری بیان شود. داده های تجربی پژوهش حاضر با داده های تراوایی محاسبه شده براساس مدل لگاریتمی بهبود یافته مقایسه شد. مدل لگاریتمی بهبود یافته برای سایر غشاهای آمیخته ای ارزیابی شد.
    کلیدواژگان: پلیمرشدن رادیکالی کنترل شده، غشا پلیمری، آمیخته، ریز ساختار، حجم آزاد جزئی
  • مجتبی فرخی، مهدی عبداللهی صفحات 61-72
    هوموپلیمرشدن و کوپلیمرشدن توده ای وینیل استات و دی بوتیل مالئات در مجاورت ید به عنوان مولد عامل انتقال زنجیر و 2،׳2- آزوبیس(ایزوبوتیرونیتریل) به عنوان آغازگر در دمای 70 درجه سلسیوس انجام شد. این فرایند پلیمرشدن رادیکالی انتقال ید معکوس (RITP) نام دارد که بر اساس واکنش مستقیم رادیکال ها با مولکول ید است. بسته به کسر مولی کومونومرها در مخلوط اولیه واکنش، ترپلیمر قطعه ای پلی(وینیل استات-متناوب-دی بوتیل مالئات)-قطعه-پلی وینیل استات یا کوپلیمر تناوبی پلی(وینیل استات-متناوب-دی بوتیل مالئات) سنتز شد. نتایج رنگ نگاری ژل تراوایی (GPC) و طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته پروتون (1HNMR) نشان داد، کوپلیمرشدن با مشخصه کنترل شده یعنی با وزن مولکولی قابل پیش بینی و توزیع وزن مولکولی نسبتا باریک پیش می رود. همچنین، نتایج وجود دو مرحله متفاوت در پلیمرشدن را ثابت کرد. در طول مرحله اول (دوره بازدارندگی)، ید مصرف می شود و تلومرهای یددار خیلی کوتاه تشکیل می شود. در مرحله دوم، پلیمرشدن با سازوکار پلیمرشدن رادیکال آزاد متداولی که با انتقال هم تراز کنترل می شود، ادامه می یابد. با استفاده از این روش، زمان واکنش نسبت به پلیمرشدن رادیکالی انتقال ید این مونومرها به حدود یک چهارم کاهش یافت درحالی که وزن مولکولی کوپلیمرهای سنتز شده افزایش چشمگیری داشت. وجود دی بوتیل مالئات در مخلوط واکنش، به دلیل داشتن گروه های جانبی حجیم و در نتیجه اضافه شدن آهسته آن به زنجیر باعث کاهش سرعت پلیمرشدن شد. با استفاده از نسبت واکنش پذیری کومونومرها، تغییرات تبدیل نظری هر یک از کومونومرها محاسبه شد که مطابقت خوبی با مقادیر تجربی نشان داد. طیف 1H NMR، ناپایداری و تخریب گروه انتهایی زنجیر پلیمر به گروه های آلدهیدی را در مجاورت ناخالصی نشان داد.
    کلیدواژگان: وینیل استات، دی بوتیل مالئات، پلیمرشدن رادیکالی انتقال ید معکوس، سنتز و شناسایی، سینتیک پلیمرشدن
  • رسول مهبودی، احمدرضا بهرامیان، مهدی رزاقی کاشانی صفحات 73-82
    پیدایش محیط هایی با قدرت نفوذ زیاد هم زمان با وجود سیالاتی با قدرت تخریب سامانه های پلیمری، باعث شده است تا قطعه هایی که در تماس با چنین محیط هایی قرار می گیرند، به سرعت تغییرشکل داده یا ازهم پاشیده شوند. از این رو، امروزه نیاز به موادی با مقاومت در برابر نفوذ سیالات توجه را به خود معطوف کرده است. در این مقاله، اثر افزایش بلورهای لایه ای گرافیت و رزین فنولی در نانوکامپوزیت نیتریل - نووالاک - چندبلور لایه ای گرافیت بر مقاومت در برابر نفوذ استون و نیز پایداری و مقاومت گرمایی آن بررسی شده است. نتایج به دست آمده از آزمون های تورم در استون و تحلیل گرمایی مکانیکی - دینامیکی (DMTA) نشان داد، نمونه ها پس از 32 ساعت به %2/94 از مقدار تورم نهایی می رسند. با به کارگیری معادله آورامی و داده های تجربی، تابعیت تورم، Ln m/m0، به درصد وزنی نووالاک، چندبلور لایه ای گرافیت و زمان به دست آمده است که مقدار Ln m/m0، را پس از 32 ساعت با خطا به طور متوسط %29/5 ارزیابی می کند. افزایش درصد چندبلور لایه ای گرافیت باعث کاهش نفوذ استون، کاهش مدول در قبل از دمای انتقال شیشه ای و افزایش پایداری گرمایی نمونه ها می شود. افزایش درصد نووالاک تا %35 وزنی، باعث کاهش نفوذ استون، افزایش سازگاری، دمای انتقال شیشه ای و پایداری و مقاومت گرمایی نانوکامپوزیت می شود. در نانوکامپوزیت دارای %45 وزنی نووالاک، نتایج آزمون DMTA جدایی فاز سامانه را نشان می دهد، در حالی که با شکل شناسی آمیزه ها به وسیله میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) جدایی فاز به طور بسیار جزئی رخ داده است که طی آن، بخش های گرماسخت و الاستومر سامانه از هم جدا می شوند.
|
  • Bakhshali Massoumi Pages 3-18
    Conductive polymers based on water-soluble polythiophenes were prepared. In this respect، alkylation reaction was carried out to synthesize the monomer 3-dodecylthiophene using 3-bromothiophene، bromododecane and magnesium. The monomer 2،2′-bithiophene was also prepared from 2-bromothiophene. Then، poly (2،2′-bithiophene)، poly (3،4-ethylenedioxythiophene) and poly (3-dodecylthiophene) homopolymers were prepared at room temperature by successive chemical oxidation in the presence of polystyrene sulfonic acid and ammonium persulfate and water، as dopant، oxidant and solvent، respectively، under vigorous stirring. Under similar conditions، 2،2′-bithiophene copolymers with 3-dodecylthiophene and 3،4-ethylenedioxythiophene، copolymers with 3-dodecylthiophene were prepared at different molar ratios. To purify and dry the prepared polymers، dialysis tubs and freezing dry processes were applied. Structure of homo and copolymers were investigated by Fourier transform infrared (FTIR). Conjugated and planar structures of polymers were studied by Ultravoilet (UV-vis) spectroscopy. The electrical conductivity of synthesized polymers was measured by four probe technique. The morphology and thermal stability of the products were studied using scanning electron microscopy (SEM)، transmission electron microscopy (TEM) and thermogravimetric analysis (TGA). Finally، solubility of homo and copolymers were tested in some organic solvents and water. Electro- activity of the prepared polymers was studied by cyclic voltammetry (CV) on the glassy carbon (GC) in LiClO4/CH3CN electrolyte solution and their electro-activity was confirmed. Electro-conductivity and electro-activity of homo and co polymers were low due topresence of polystyrene sulfonic acid which reduced the immobility of the polymers.
    Keywords: bithiophene copolymer, soluble, in, water polythiophene, electroactivity, chemical polymerization, poly(3, 4, ethylenedioxythiophene, 3, dodecylthiophene)
  • Hojjat Rajabzadeh, Iraj Amiri Amraie, Amir Masood Rezadoust* Pages 19-26
    Fiber-reinforced phenolic resins have been widely used in thermal insulation products. Processability and mechanical properties are the two important characteristics of these compounds. In this research، the flow in spiral mold and tensile strength were considered as indicators for processability and mechanical properties، respectively. B-stage curing time، fiber length and silane treatment effects on flow properties and tensile strength were studied. Spiral flow test results showed that B-stage has a significance effect on flow rates optimized at 85°C for 3 h. Under this condition، resin viscosity increased to a suitable level and improved in transferring and dispersing the fibers. Tensile strength was increased by 3. 5 h heat treatment and it was dropped beyond the B-stage. Heat treatment beyond this stage weakened the possible attachment of different components together. Silane treatment increased the tensile strength and based on electron microscopy studies there was improved fiber-resin compatibility with better dispersion of the fibers. Although there were improvements observed in fiber dispersion in silane treatment as well as the B-stage curing، but the effect was greater in the latter case، such that treatment by 3. 5 h B-stage produced tensile strength by 130% while the silane treatment effect resulted in 30% greater tensile strength. This may imply that for some applications the silane treatment of the fibers is not sufficient and heat treatment could be considered as a substitute. Tensile strength increased with fiber length which was related to the nature of short-fiber composites، while the load transfer improved with longer fibers.
    Keywords: molding compound, phenolic resin, silane modification, tensile strength, compound flow
  • Mohammad Javad Shirkavand, Hamed Azizi, Ismaile Ghasemi, Mohammad Karabi, Reza Rashedi Pages 27-38
    In this article، the correlation between molecular microstructure and rheological behavior for three different grades of high density polyethylene with broad molecular weight distribution have been investigated. Structural parameters such as Mn، Mw، Mz، molecular weight distribution (MWD) and branching index were characterized by high temperature Gel Permeation Chromatography (GPC) test. GPC results showed that BL4 and EX3 have bigger weight average molecular weight and narrower molecular weight distribution، respectively. Furthermore،it was found from GPC results that all three HDPE has a broad MWD and EX3 has more short chain branches than two other samples. Rheological characterization was done in a Mechanical Compact Rheometer (MCR) in rotational and dynamic modes at both linear and nonlinear viscoelastic region. From rheological characterization the zero shear viscosity (η0)، relaxation time and relaxation time distribution، stress relaxation modulus and damping factor were obtained and by utilizing relaxation time spectrum function (h(τ))، molecular weight distribution was calculated for each sample and compared with GPC results. The relationship between zero shear viscosity with molecular weight and MWD at 180 ºC obtained. After calculating molecular weight distribution function and average molecular weights using different mixing parameters (β)، by choosing β=0. 73، a good correlation between molecular parameters obtained from rheological data with those of GPC results was obtained. After calculating stress relaxation modulus and consequently damping factor for each sample، comparing to Doi-Edwards model، it was found that the damping function type C is an appropriate damping function type for selected polyethylenes.
    Keywords: high density polyethylene, molecular structure, rheological properties, molecular weight distribution, damping function
  • Mohsen Khademian, Hossein Eisazadeh, Mohsen Ghorbani, Alireza Shakeri* Pages 39-46
    Polyaniline (PANI) is one of the most interesting conducting polymers due to its low cost and easy availability of raw materials، easy synthesis، good environmental stability and controllable electrical conductivity and redox properties. In recent years it has been shown that electrically conducting polymers such as polyaniline in integrated coating applications are able to protect steel from corrosion due to formation of passive oxide layer on the metal surface. In this report، a nanocomposite of polyaniline–nanoSiO2 (PSC) has been prepared by using poly (vinyl alcohol) (PVA) as surfactant and ammonium persulfate as an oxidant in the aqueous media. The prepared materials were characterized and compared by Fourier transformation infrared (FTIR) spectroscopy، transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD). In this method different concentrations (1، 3 and 5wt%) of emulsion nanocomposite were each mixed with polyvinyl acetate (PVAc) binder. SEM image showed good distribution of nanocomposite in the polyvinyl acetate matrix. The anti-corrosive properties of this blend on carbon steel in 3. 5% NaCl and HCl (1M) were evaluated by Tafel slope analysis. The corrosion inhibition performance study was carried out at room temperature in aqueous solution of 1. 0 M HCl and 3. 5 % NaCl by using Tafel method. Experiments were carried out in a conventional three electrode cell assembly using Autolab Potentiostat/Galvanostat. The results showed that addition of nanocomposite to PVAc decreased the corrosion rate and corrosion current density. According to the results، the blend of 3 wt% of this nanocomposite with polyvinyl acetate has the best corrosion protection for steel St37 in both media.
    Keywords: polyaniline, anticorrosion, colloid, nanocomposite, tafel
  • Mohammad Ali Semsarzadeh*, Maral Ghahramani Pages 47-60
    Structure of polymeric materials is of the most important factors in determination of the characteristics and properties of the membranes. Various research and developments on polymeric membranes confirm the direct correlation between structure-properties of polymeric membranes. In this research، the structural outcome of poly (methyl acrylate) -poly (dimethyl siloxane) -poly (methyl acrylate) /poly (vinyl acetate) blend membranes and its relationship with gas permeation behavior of the blends were investigated. The flexible block copolymer of poly (methyl acrylate) -poly (dimethyl siloxane) -poly (methyl acrylate) (PMA-PDMS-PMA) was synthesized via atom transfer radical polymerization. Morphology and chemical structure of the synthesized block copolymer was investigated by Fourier transform infrared spectroscopy، proton nuclear magnetic resonance، gel permeation chromatography، X-ray diffraction analysis، differential scanning calorimetry and scanning electron microscopy. Blend membranes of PMA-PDMS-PMA and poly (vinyl acetate) (PVAc) were prepared by solution casting method in different compositions. By adding poly (vinyl acetate) to PMA-PDMS-PMA block copolymer، the selectivity of the membranes for carbon dioxide/methane pair gases were increased by 55%. Fractional free volume (an indication of chain packing efficiency in blend membranes) and dielectric constant (an indication of the molar volume and molar polarization of the blend membranes) were obtained as the factors reflected the microstructural effect of PMA-PDMS-PMA and PVAc blend membranes. The efforts were directed toward expressing more precise structure-properties relationship of PMA-PDMS-PMA/PVAc blend membranes. The experimental permeability values of the blend membranes reported in this research were compared with the modified logarithmic model. The modified logarithmic model was evaluated for other blend membranes.
    Keywords: controlled radical polymerization, polymeric membrane, blend, microstructure, fractional free volume
  • Mojtaba Farrokhi Farrokhi, Mahdi Abdollahi Abdollahi Pages 61-72
    Homopolymerization and copolymerization of vinyl acetate (VAc) and dibutyl maleate (DBM) were performed in bulk in the presence of iodine as a chain azobis (isobutyronitrile) (AIBN) as an transfer agent generator and 2،2initiator at 70°C. This process، known as «reverse iodine transfer polymerization» (RITP)، is based on direct reaction of radicals with molecular iodine. Depending on the mole fraction of comonomers in the initial feed، P (VAc-alt-DBM) -b-PVAc block terpolymer or P (VAc-alt-DBM) alternating copolymer was synthesized. GPC and 1H NMR results showed that VAc/DBM copolymerization proceeds by controlled characteristics، i. e. with a predictable molecular weight and relatively narrow molecular weight distribution (for example، Mn = 19330 g/mol and PDI = 1. 25). These results also demonstrated the existence of two different stages. During the first stage (inhibition period)، iodine was consumed to form very short ω-iodotelomers، and in the second stage، polymerization followed the kinetics of conventional free radical polymerization governed by degenerative chain transfer. In comparison withthe iodine transfer radical polymerization (ITP)، reaction time of RITP of VAc and DBM، under the same conditions، was reduced to about one-fourth while the molecular weight of the produced copolymer increased significantly. Presence of DBM in the reaction mixture resulted in lower copolymerization rate and higher polydispersity index of the polymer. This may be attributed to DBM bulky side groups which can reduce addition rate of comonomers into the growing chains. Individual conversions of the comonomers were theoretically calculated by using reactivity ratios of VAc and DBM which showed a good agreement with the experimental values.
    Keywords: vinyl acetate, dibutyl maleate, reverse iodine transfer radical polymerization (RITP), synthesis, characterization, polymerization kinetic
  • Rasool Mahboudi, Ahmad Reza Bahramian, Mehdi Razzaghi-Kashani Pages 73-82
    Developments of high diffusive environments in coincidence with emerging fluids with strong ability to destroy polymeric systems have resulted in rapid deformation and destruction of polymeric parts when in contact with such aggressive environments. Therefore، nowadays، there is a great need to develop highly resistant materials towards aggressive chemicals and harsh conditions. In this paper the effect of graphite polycrystal powders and novolac type phenolic resin has been experimentally studied towards acetone diffusion and thermal stability of polyacrylonitrile butadiene rubber/novolac/graphite polycrystal nanocomposites. The results obtained from dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and swelling in acetone showed that after 32 h samples reached to 94. 2% of final swelling state. By using Avrami equation and swelling experimental data، the functionality of Ln (m/m0) to novolac and graphite polycrystal weight fraction and test duration time were evaluated. This theoretical equation evaluated and predicted the amount of Ln (m/m0) with 5. 92% error after 32 h. Increases in graphite polycrystal content were followed by decreases in diffusion of acetone and modulus، before glass transition temperature، and increased thermal stability and thermal resistance of the nanocomposites. Increases in novolac content by 35 wt%، decreased glass transition temperature، thermal stability and thermal resistance of the nanocomposites. In nanocomposite، containing 45 wt% of novolac، dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) data and scanning electron microscope (SEM) images showed phase separation of thermoset and elastomer in the nanocomposite blend.
    Keywords: polyacrylonitrile butadiene rubber, novolac resin, graphite polycrystal, thermal resistance, penetration