دو ماهنامه علوم و تکنولوژی پلیمر
سال هجدهم شماره 6 (پیاپی 80، بهمن و اسفند 1384)

خمیرسازی باگاس به روش حلال آلی با استفاده از طراحی مرکب مرکزی که نوعی طراحی فاکتوریل دو سطحی است، انجام شد. این طراحی شامل سه متغیر خمیرسازی (دما: 190 و 210?C، زمان: 120 و min 180، حلال آلی: 40 و 60 درصد دی متیل فرمامید) است. خواص خمیر کاغذ به دست آمده به کمک نرم افزار آماری (Minitab 14) و روابط رگراسیون خطی چندگانه بررسی، تجزیه و تحلیل شد. مقادیر بهینه متغیرهای وابسته حاصل بد ین شرح است: 80.29 درصد بازده، 96.66 درصد هولوسلولوز، 82.39 درصد آلفا سلولوز، 27.11 درصد کمترین عدد کاپا، 1.427 درصد خاکستر، 2.55 درصد مواد استخراجی محلول در اتانول - دی کلرومتان و 6.91 درصد قدرت اسیدی پساب. بر اساس نتایج خمیرهای دارای خواص فیزیکی و شیمیایی قابل قبول در دمای 200-210?C برای مدت زمان min 150 و 40 تا 60 درصد دی متیل فرمامید می تواند بدست آید. همچنین، نتایج نشان می دهد که روش معرفی شده برای تهیه خمیر کاغذ با بازده ای در حد فرایند سولفیت خنثی و حتی بیشتر از آن به کار گرفته می شود. خمیرسازی باگاس با بازده حدود 55.5 درصد با عدد کا پای کم (حدود 35) به سهولت انجام می شود. بررسی های محاسباتی نشان می دهد دمای پخت مهمترین عامل اثرگذار در مقایسه با زمان پخت و درصد دی متیل فرمامید است.

در بیشتر مدل های انتقال جرم در غشاها، جریان عبوری از غشا تنها با پارامتر تراوایی به گرادیان آن جزء در غشا مرتبط می شود و آثار گرادیان جزء دوم روی جریان جزء اول نادیده گرفته می شود. در این مدل ها گزینش پذ یری غشا از نسبت پارامتر تراوایی دو جزء در حالت خالص با عنوان گزینش پذیری ایده آل معین می شود. در حالی که انتقال جرم در حالت چند جزیی به دلیل برهمکنش بین اجزا پیچیده می شود. در این پژوهش، مدل کلی انتقال برای مخلوط گازها از غشاهای پلیمری در چهارچوب روش استقان – ماکسول برای سامانه های چند جزئی ارائه شده است که در آن اثرپذیری جریان جزیی از برهمکنش های ترمودینامیکی و سینتیکی بین اجزا به شکل جداگانه در نظر گرفته شده است. سامانه انتخاب شده برای بررسی نتایج مدل عبور گزینش پذیری مخلوط گازی CO2/CH4 از درون پلی ایمید شیشه ای است. اطلاعات تجربی مربوط به منحنی جذب همدما و تراوایی اجزای خالص CO2 و CH4 موجود در منابع علمی برای تعیین ماتریس ضرایب ترمودینامیکی و سینتیکی در سامانه چند جزیی استفاده شد. پیش بینی مقدار تراوایی و نیز گزینش پذیری غشا نسبت به اجزای تراوا در تراوایی چند جزئی گازها به وسیله مدل توسعه یافته بیانگر توافق خوبی بین مقادیر پیش بینی شده و اطلاعات تجربی است نتایج بدست آمده نشان می دهد که برهمکنش سینتیکی در مورد انتقال مخلوط گازها در سامانه مورد بررسی اهمیت چندانی نداشته، می توان از آن صرف نظر کرد. در حالی که برهمکنش ترمودینامیکی در جریان و انتقال نقش دارد، باید با استفاده از مدل ترمودینامیکی مناسب در توصیف مدل انتقال انتظار منظور شود.

برای اجتناب از لزوم انجام آزمون های پرهزینه و زمان بر برای تعیین خواص مکانیکی مواد کامپوزیتی، استفاده از مدل های ریز مکانیکی راه حل مناسبی است. مدل های ریز مکانیکی متعددی برای پیش بینی خواص ارایه شده اند. در این مقاله یکی از جدیدترین آنها یعنی مدل ماتریس واسطه، بررسی شده است. برای تعیین خواص مکانیکی از طریق این مدل، تنها اطلاع از خواص مکانیکی مواد تشکیل دهنده و درصد حجمی الیاف کافی است. اما، برای حصول به پیش بینی دقیق تر، خواص مکانیکی مواد تشکیل دهنده از طریق فرایند بازیابی و تعدادی آزمایش خواص مکانیکی ماده کامپوزیتی حاصل می شود. اگرچه تعداد این آزمایش ها در مقایسه با تعداد کل آزمایش های مشخصه سازی اندک است، اما همچنان وابسته به آن است. این وابستگی از آن جا ناشی می شود که لازم است خواص اتصال ماتریس - الیاف حاصل به شکل تصحیح خواص ما تریس در روابط مدل وارد شود. در این پژوهش نشان داده شد که با این فرایند حداقل تعداد آزمایش برای تصحیح خواص مواد تشکیل دهنده، یک آزمایش عرضی ماده کامپوزیتی است. همچنین، با ارایه روابطی برای اجزای ماتریس واسطه، مدلی برای تعیین استحکام با در نظر گرفتن اثر عدم وجود اتصال کامل ارایه شده است. مقادیر حاصل کاهش قابل توجهی در اختلاف نتایج را نشان می دهند. به این ترتیب می توان تعداد آزمایش های مشخصه سازی مورد لزوم را کاهش داد.

در این پژوهش کامپوزیت های پلی استر سیر نشده با 10.5 و 15 درصد وزنی ساقه کاه برنج تهیه شد، سپس خواص مکانیکی آنها و اثر جفت کننده سیلانی بر این خواص اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد برخی از خواص مکانیکی کامپوزیت نسبت به پلی استر بدون الیاف افزایش می یابد. همچنین، جفت کننده سیلانی اثر معنی داری بر خواص مکانیکی کامپوزیت نداشته، کامپوزیت تهیه شده با 15 درصد وزنی الیاف استحکام کششی، خمشی و ضربه ای بیشتری نسبت به سایر نمونه ها داراست. کامپوزیت های دارای 10 درصد وزنی الیاف حداکثر مدول کشسان کششی و خمشی را دارند. با افزایش درصد الیاف موجود در نمونه به دست آمده وزن مخصوص آن کاهش می یابد.

در مهندسی بافت، با تغییر عوامل فیزیکی همچون Ph، فشار جزیی اکسیژن، قابل نفوذ یونی و فشار هیدروستاتیک، متابولیسم سلولی روی داربستی مناسب کنترل می شود. با توجه به این که پلی یورتان ها دارای خواص مکانیکی مناسب و قابلیت تنوع رفتار هستند، در این پژوهش، اثر عوامل فیزیکی ذکر شده روی داربست Degrapol®، به عنوان داربست پلی یورتانی زیست تخریب پذیر تجاری، بررسی شد. با بررسی های به عمل آمده در شرایط ph برابر 6.5 و 7.4، مقدار اکسیژن برابر 5.1 و 21 درصد، قابلیت نفوذ یونی برابر 280، 380 و osm/L 480 و فشار هیدروستاتیک معادل MPa 4 مشاهده شد که رفتار متابولیسم سلول های کند روسیت، سلول های غضروف مفصلی پای گوساله، به شدت تحت تاثیر قرار می گیرد. نتایج بدست آمده از مجموع آزمایش ها نشان می دهد که افزایش زمان کشت سلولی روی این داربست ها موجب بهبود متابولیسم سلولی می شود. همچنین مشاهده شد که در شرایط فیزیکی ph برابر 7.4، مقدار اکسیژن 5 درصد، و قابلیت نفوذ یونی معادل osm/L 380، بهترین شرایط متابولیسم برای سلول های کندروسیت فراهم می شود. معیار اندازه گیری متابولیسم سلول های کندروسیت در تمامی آزمایش ها، میزان چسبندگی سلولی، چگالی سلولی، لاکتات تولید شده و تولید گلیکوزآمینوگلیکان بود. جمع بندی نتایج نیز نشان می دهد که Degrapol®، داربست مناسبی برای مهندسی بافت غضروف مفصلی است.