فهرست مطالب

بسپارش - سال پنجم شماره 1 (پیاپی 14، بهار 1394)

فصلنامه بسپارش
سال پنجم شماره 1 (پیاپی 14، بهار 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/03/25
  • تعداد عناوین: 12
|
  • سیدمحمود فاطمی ششده، معصومه فروتن صفحات 4-26
    درک سازوکار رفتار نانوکامپوزیت های پایه پلیمری، نیازمند بررسی در سطح مولکولی است. این نوع بررسی با استفاده از فنون تجربی، چالش برانگیز است. شبی هسازی دینامیک مولکولی به عنوان یکی از معمول ترین روش های محاسباتی، می تواند نقش مهمی در کمک به توجیه و تفسیر نتایج تجربی بازی کند. در کار حاضر، برخی از خواص شیمی فیزیکی نانوکامپوزیت های پایه پلیمری حاوی نانولوله های کربنی، بورونیتریدی و استخلاف دار، پلیمرها و کوپلیمرهای مختلف با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی بررسی می شود. برخی از ویژگی های شیمی فیزیکی یاد شده عبارت از توابع توزیع شعاع، نفوذ و شعاع چرخش است. همچنین، انرژی برهمک نش بین مولکولی بین نانولوله ها ومولکول های پلیمر محاسبه و شک لشناسی پلیمرهای جذب شده روی سطح نانولوله ها با شعاع چرخش و زاویه دوصفحه ای بررسی می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد، برهمک نش بین مولکولی در این سامانه ها به شدت تحت تاثیر ساختار ویژه مونومری پلیمر است. مقادیر زیاد انرژی حاصل از برهمک نش بین مولکولی چنین کامپوزیت هایی حاکی از آن است که انتقال بار موثری در فصل مشترک نانولوله کربنی و پلیمر مزدوج وجود خواهد دارد که نقش کلیدی در کاربردهای عملی برای تقویت کامپوزیت ها ایفا میکند.
    کلیدواژگان: شبیه سازی دینامیک مولکولی، انرژی برهم کنش، تابع توزیع شعاع، نفوذ، شعاع چرخش
  • فرشید ضیایی صفحات 27-32
    واکنش روی ساختار پلیمرها، به ویژه پلیمرهای طبیعی، باعث به وجود آمدن خواص و کاربردهای جدید می شود. یکی از این موارد، انجام واکنش استیل زدایی کیتین و تبدیل آن به کیتوسان است. خواص و کاربرد پلیمر کیتوسان، که مصارف گسترد های در صنایع غذایی، آرایشی، بهداشتی و دارویی دارد، به درصد گروه های استیل وابسته است و باید درصد گروه های استیل یا به عبارتی درجه استیل زدایی(DDA)آن مشخص باشد. از ساده ترین، دقیق ترین و سریع ترین روش های انداز هگیری مقدار گروه های استیل زدایی شده در کیتوسان و نمک های آن، روش طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته پروتون (1HNMR) است. در این روش، با مقدار کم ماده و بدون تخریب آن و انجام محاسبات ساده می توان درصد گروه های استیل زدایی شده را در محدوده 50 تا % 100 از DDA و با دقت و تکرارپذیری قابل قبولی معین کرد. به علاوه، در حالت کوتاه بودن زنجیر پلیمر، این روش می تواند درجه پلیمر شدن متوسط عددی کیتوسان و نمک های آن را برای مصارف زیست دارویی و پزشکی پوشش دهد.
    کلیدواژگان: طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته، کیتوسان، کیتین، استیل زدایی، شناسایی
  • علی اولاد، رحیمه نصرتی صفحات 33-42
    امروزه، استفاده از مواد پلیمری جزئی از زندگی بشر شده است، به طوری که تصور جهان پیشرفته کنونی بدون وجود پلیمرها مشکل است. از این مواد در ساخت اشیای مختلف، از وسایل عمومی مصرفی تا ابزارهای دقیق و پیچیده پزشکی و علمی استفاده می شود. به منظور بهبود خواص مواد پلیمری و کاهش قیمت آنها از مواد افزودنی مختلف در صنایع پلیمری به وفور استفاده می شود. استفاده از مواد پرکننده در مقیاس نانومتری، به دلیل اندازه کوچک ذرات افزودنی و سطح بزرگ آنها نسبت به افزودنی های مشابه در مقیاس اندازه ذرات بزرگتر دارای مزایایی است. روی اکسید به علت پایداری زیاد، سازگاری با محیط زیست و قیمت کم به عنوان یک پرکننده معدنی پرمصرف در ساخت قطعات پلیمری مختلف استفاده شده است. بنابراین، امروزه از نانوساختارهای روی اکسید در تهیه انواع کامپوزیت ها، هیبریدها و آمیخته های پلیمری به منظور بهبود خواص آنها استفاده می شود. در مقاله حاضر، نقش و کاربرد انواع نانوساختارهای روی اکسید در تهیه محصولات پلیمری بررسی می شود.
    کلیدواژگان: روی اکسید، نانوساختار، پلیمر، نانوکامپوزیت پلیمری، فناوری
  • مجید کریمی، آمنه رهبر، مرضیه حق وردی، مهدی نکومنش حقیقی، نعیمه بحری لاله صفحات 43-57
    از زمان آغاز ساخت کاتالیزورهای فیلیپس، مطالعات گسترد های درباره رفتار دقیق اجزای تشکیل دهنده کاتالیزور در کنترل سینتیکی پلیمرشدن و همچنین ساختار پلیمر حاصل از آن انجام گرفته است. این مطالعات نشان می دهند، ترکیب شیمیایی کاتالیزور و ساختار متخلخل پایه آن اثر زیادی بر فعالیت کاتالیزور و خواص ساختاری پلیمر حاصل دارد. بر مبنای فعالیت کاتالیزور، نحوه کنترل وزن مولکولی و توزیع آن و کنترل شاخه های جانبی در پلیمر، کاتالیزورهای تجاری متنوعی بر اساس کاتالیزور فیلیپس ساخته شده است. البته حساسیت ساختار پلیمر به نوع فرایند، به ویژه روش های فعالسازی و شرایط واکنش، نیز موجب گسترده تر شدن تنوع سامانه های کاتالیزوری و پلیمرهای حاصل شده است. این تنوع باعث شده است تا امروزه در حدود 50 - 40 درصد از کل ظرفیت پلی اتیلن سنگین جهان با کاتالیزورهای فیلیپس (CrOx/SiO2) تهیه شود. پلیمرهای تهیه شده با این کاتالیزور در ساختن ظروف غذاهای مایع، بطری های نگ هداری مواد شیمیایی، تانکرهای گاز، فیلم، ورقه، لوله، سیم، کابل و غیره استفاده می شوند. با توجه به اهمیت ویژه کاتالیزورهای فیلیپس در تولید پلیمرهای اتیلنی، در این مقاله، تاریخچه، ساختار، انواع، روش های تهیه و نحوه عملکرد کاتالیزورهای فیلیپس، نحوه فعال کردن کاتالیزور، گونه های فعال در پلیمرشدن به روش فیلیپس، شاخه ای شدن و همچنین روش های پلیمرشدن در راکتورهای صنعتی و خواص پلیمر نهایی به طور اجمال بررسی می شود.
    کلیدواژگان: کاتالیزور فیلیپس، a، اولفین ها، کاتالیزور کروم، سیلیکا، پلی اتیلن سنگین، پلیمر شدن کوئوردیناسیونی
  • مهدی غفاری، امین میرزایی صفحات 58-71
    با کشف اتفاقی پلی استیلن نیمه رسانا توسط شیراکاوا و دریافت جایزه نوبل شیمی توسط هگر، مک دیارمید و شیراکاوا، شاخه ای جدید در گروه پلیمرها به نام پلیمرهای رسانا به وجود آمد. در این مقاله، پلیمرهای مزدوج بررسی می شوند. این پلیمرها نیمه رسانا بوده و در اثر دوپه شدن، تبدیل به پلیمرهای رسانا میشوند. رسانایی برخی از آنها در حد رسانایی مس است. پلیمرهای رسانا به علت خواص رسانایی، الکتروفعالی و نوری (در بعضی از آنها) ویژه، کاربردهای گسترد های در صنایع مختلف از جمله صنایع پزشکی، نظامی و الکترونیک پیدا کرده اند. همچنین، کاربردهای فراوان دیگری نیز دارند. در این مقاله سعی شده است تا تاریخچه پیدایش این پلیمرها، ساختار آنها، روش های رسانا کردن و تعدادی از کاربردهای آنها به طور خلاصه بیان شود.
    کلیدواژگان: پلیمر مزدوج، پلیمر رسانا، دوپه کردن، سولیتون، الکتروفعالیت
  • حسین عبداللهی، علی سلیمی، سمانه مقصودیان صفحات 72-88
    رزین های اپوکسی دسته مهمی از مواد گرماسخت بوده که دارای کاربرد گسترد های در زمینه های گوناگون از جمله ساخت کامپوزیت ها، چسب ها و پوشش های سطح هستند. رزین های اپوکسی پخت شده به خاطر ساختار شبکه ای معمولا شکننده هستند و مقاومت ضعیفی در برابر ایجاد ترک و رشد آن دارند. خواص مکانیکی (به ویژه چقرمگی شکست) را می توان با افزودن فاز لاستیکی، پرکننده های گرمانرم و ذرات سخت در رزین اپوکسی اصلاح کرد. مزیت عمده ذرات سخت نسبت به سایر مواد این است که افزون بر افزایش چقرمگی شکست رزین های اپوکسی، سایر خواص آنها را مانند مدول (E) و دمای گذار شیشه ای (Tg) نیز بهبود می دهند. با پیشرفت علم و فناوری نانو، بررسی اثر چقرمه سازی این مواد هم به ابعاد نانو سوق پیدا کرده است. به خاطر تنوع در نوع نانوذرات و خواص ویژه ای که هر کدام از آنها نسبت به دیگری دارند، لازم است تا نانوذرات و اثر آنها بر چقرمگی شکست رزین های اپوکسی مرور شود.
    کلیدواژگان: رزین اپوکسی، خواص مکانیکی، چقرمگی شکست، فناوری نانو، نانوذرات
  • مهدی حج، حسن فتاحی، یونس موسایی اسکویی صفحات 89-102
    ایروژل ها موادی با ساختار نانو محسوب می شوند که کمترین چگالی را نسبت به سایر مواد به خود اختصاص داده اند. با توجه به ساختار و ترکیب این مواد، آنها دارای کاربردهای ویژه ای در زمینه های مختلف هستند. در مرحله اول، ایروژل ها با شیمی متداول سل-ژل و در دمای کم سنتز می شوند. در مرحله نهایی، که اغلب ژل ها با تبخیر معمولی خشک شده و زروژل ها تولید میشوند، ایروژل ها با فرایند خشک کردن ابربحرانی خشک می شوند. این مواد با چگالی حجمی معادل 0/003-0/35 g/cm3 به عنوان سبک ترین مواد جامد شناخته شده اند. همچنین، ایروژل ها نسبت به سایر مواد جامد، کمترین مقدار رسانندگی گرمایی را دارند. ایروژل های پلیمری دسته ای از ایروژل ها هستند که براساس ترکیب شیمیایی به چند دسته از جمله رزورسینول-فرمالدهید، پلیی ورتان، سلولوزی، پلیمرهای دارای پیوند عرضی و ایروژل های حاوی زیست پلیمرها تقسیم بندی میشوند. بسته به نوع فرایند، ساختار و خواص فیزیکی و مکانیکی ایجاد شده، این نانومواد میتوانند در صنایع مختلف از جمله الکترونیک، اپتیک، مکانیک، هوافضا، پزشکی و دارویی و سایر صنایع استفاده شوند.
    در این مقاله، ابتدا به طور اجمالی به فرایند کلی تولید ایروژل ها و سپس به انواع ایروژل های پلیمری، فرایندهای تولید، خواص آنها و در نهایت به کاربردهای ویژه این نانومواد اشاره شده است.
    کلیدواژگان: ایروژل پلیمری، رزورسینول، فرمالدهید، پلیمر طبیعی، ایروژل کربنی، سل، ژل
  • صفحات 103-106
  • صفحات 107-108
  • صفحات 109-110
  • صفحات 111-111
  • صفحات 112-112
|
  • S. Mahmood Fatemi Sh, Masumeh Foroutan Pages 4-26
    Understanding the mechanism underlying the behavior of polymer-based nanocomposites requires investigations at molecular level that challenge experimental techniques. Molecular dynamic (MD) simulation as one of the most commonly used computation methods is being increasingly partnered with experiments. In the present work، we study some properties of polymer-based nanocomposites including carbon nanotube، boron nitrides nanotube، functionalized carbon nanotube and several polymers and copolymers. Radial distribution function، diffusion and radius of gyration are some physical chemistry properties that have been calculated for different polymerbased nano composites using MD simulation. Also، the interface of nanotube-polymer of polymeric nanocomposites is studied. The intermolecular interaction energy between carbon nanotubes and polymer molecules is computed and the morphology of polymers physisorbed to the surface of nanotubes is investigated by the radius of gyration and the dihedral angle. Our results show that the intermolecular interaction in our systems is strongly influenced by the specific monomer structure of polymer. The high values of intermolecular interaction energy of such composites suggest to us that an efficient load transfer would exist in the interface between nanotube and conjugated polymer، which is of a key role in the composite reinforcement practical applications.
    Keywords: molecular dynamic (MD) simulation, interaction energy, radial distribution function, diffusion, radius of gyration
  • Farshid Ziaee Pages 27-32
    Chemical reactions on the structure of polymers، especially natural polymers result in production of new properties. One of these cases is chitin deacetylation reaction for production of chitosan. Property and application of chitosan with extensive uses in food، cosmetic، healing and drug industries depend on the degree and percent of acetyl groups or in other words the degree deacetylation (DDA). Proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (1HNMR) is the simplest، most accurate and fastest method for quantitative determination of the degree of deacetylation in chitosan and its salts. In this method، the degree of deacetylation، ranging from 50 to 100%، with acceptable accuracy and repeatability is determined by a small amount of material without undergoing degradation and simple calculation. In addition، if the molecular weight of polymer is low، this test method can determine the number average degree of polymerization (DPn) in chitosan and chitosan salts for use in biomedical and pharmaceutical applications.
    Keywords: nuclear magnetic resonance spectroscopy, chitosan, chitin, deacetylation, characterization
  • Ali Olad, Rahimeh Nosrati Pages 33-42
    Nowadays polymeric materials are an important part of human life around the world. Polymer materials are used to manufacture different substances from commonly used instruments to complex and precise scientific tools. Additives are commonly used in polymer industry to improve the properties of polymer materials and reduce their costs. Nano-scaled additives، due to their small dimensions and enormous surface area، produce improved properties compared to larger structures. Zinc oxide (ZnO) is an n type inorganic semiconductor with a band gap energy of 3. 37 eV which due to good stability، environmental friendly feature، high ultraviolet absorption and low cost are commonly used in polymer industry as inorganic additive. Therefore، ZnO nanostructures can produce various hybrid، blends or combination of composite materials in polymer matrixes and improve their properties. In this study، applications and the role of various nanostructures of zinc oxide in polymer productions are reviewed.
    Keywords: zinc oxide, nanostructure, polymer, polymer nanocomposite, technology
  • Majid Karimi, Amene Rahbar, Marzieh Haghverdi, Mehdi Nekoomanesh Haghighi, Naeimeh Bahri-Laleh Pages 43-57
    From the first discovery of Phillips catalysts، extensive investigations have been conducted to explore the effect of catalyst textural properties on the kinetic control of polymerization and the obtained polymer properties. The findings have confirmed that both catalyst chemical structure and support porosity have great influence on the catalyst activity and the obtained polymer properties. Based on catalyst activity، control of molecular weight and its distribution، the degree of branching and its type، different commercial Phillips catalysts have been introduced until now. Furthermore، high sensitivity of polymer properties towards the process، especially activation methods and polymerization reaction conditions، has led to many variations of catalytic system and polymer grade diversity. This diversity is the main reason for credibility of the Phillips catalyst، CrOx/SiO2، in 40–50% of current world production of high-density polyethylene (HDPE). The largest fraction of HDPE is used for manufacturing bottles، drums، fuel tanks and other containers، film and pipe extrusion، cable and so on. Because of special importance of Phillips catalyst in polyethylene production، history، chemistry of this important catalyst، type and structure of catalytic system، different polymerization methods and produced polymer properties are reviewed here.
    Keywords: phillips catalyst, α, olefins, silica, Cr catalyst, HDPE, coordination polymerization
  • Mehdi Ghaffari, Amin Mirzaei Pages 58-71
    The accidental discovering of semiconductive polyacetylene by Heeger، MacDiarmid and Shirakawa – who were granted the Nobel Prize – a new field arised in the class of polymers that is called “conducting polymers”. In this paper we discuss conjugated polymers which are semiconductors and become conducting polymers by doping that، conductivity of some of them are as good as copper. Conducting polymers، due to unique conductivity and electroactivity properties and optical properties (in some)، have several applications. For example they can be used in medical industries، military industries، electronics and etc. In this paper it was attempted to briefly describe the history of synthesis of these polymers، their structures، ways of doping and some of their applications.
    Keywords: conjugated polymer, conducting polymer, doping, soliton, electroactivity
  • Hossein Abdollahi, Ali Salimi, Samaneh Maghsodian Pages 72-88
    Epoxy resins as one of the most important thermoset materials have shown various applications in production of composites، adhesives and surface coatings. Due to formation of the network structure، the cured epoxy resin shows brittleness and low impact resistance. The mechanical properties in the epoxy resin (especially the fracture toughness) can be modified by adding a softer phase preferably the rubber phase، thermoplastic fillers and even rigid particles. In comparison with other methods، the inclusion of rigid particles into epoxy resin improved the fracture toughness of epoxy resin without sacrificing the other main properties of epoxy resin such as the modulus (E) and glass transmission temperature (Tg). In recent years، the introduction of nanotechnology has shown some possibilities in toughening improvement of nanomaterials. Due to the special properties and different types of nanoparticles، a review study on effective nanoparticles would be useful in utilizing nanomaterials in toughening of the epoxy resin.
    Keywords: epoxy resin, mechanical properties, fracture toughness, nanotechnology, nanoparticles
  • Mehdi Haj, Hassan Fattahi, Yones Mosaei Oskoei Pages 89-102
    Aerogels are nanostructured materials with the lowest density compared to other materials and according to their composition; they have special applications in different fields. Aerogels are synthesized in a first step by low-temperature traditional solgel chemistry. While in the final step most wet gels are dried by evaporation to produce xerogels، aerogels are dried by other techniques، essentially supercritical drying. These materials with bulk density of 0. 003-0. 35 g/cm3 are known as the lightest solid materials. Also، aerogels have the lowest thermal conductivity in comparison with other solid materials. Some polymeric nanoaerogels are: resorcinol-formaldehyde، polyurethane، cellulosic، cross-linked polymer and biopolymer-containing aerogels. Depending on the synthesis process، structure، physical and mechanical properties، these nanomaterials can be used in various industries including electronics، optics، mechanics، aerospace، medical، pharmaceutical and etc. In this paper، the aerogel production procedure is briefly reviewed and then types of polymeric aerogels، their synthesis، properties and special applications are summarized.
    Keywords: Polymeric aerogel, Resorcinol, Formaldehyde, natural polymer, Carbon aerogel, Sol, gel
  • Pages 103-106
  • Pages 107-108
  • Pages 109-110
  • Pages 111-111
  • Pages 112-112