مجله پژوهش و توسعه فناوری پلیمر ایران
پیاپی 4 (زمستان 1395)

پلی یورتان های پایه آبی از لحاظ علمی، تجاری و صنعتی مورد توجه هستند. امروزه کاربرد حلال های آلی به دلیل اشتعال پذیری و همچنین حساسیت بستر نسبت به آن ها، محدود شده است. به دلیل قیمت زیاد حلال های آلی از طرفی و یکفیتد بسیار خوب پلی یورتا نهای پایه آبی از سوی دیگر و همچنین با توجه به ملاحظات زیست محیطی درکاهش نشر حلال به اتمسفر، پلی یورتان های پایه آبی، جایگزین مناسبی برای حلال های آلی هستند. پلی یورتان های پایه آبی شامل مقدار بسیار اندک یا عاری از حلال، غیرسمی و غیرقابل اشتعالند و قابلیت کاربرد در چسب و روکش ها را دارند و در دمای محیط تشکیل فیلم می دهند. به علاوه، چسبندگی عالی به سطوح مختلف از جمله شیشه و الیاف پلیمری، انعطاف پذیری، خواص رئولوژیکی مطلوب و گرانروی کم در وزن مولکولی زیاد از دیگر ویژگی های آن ها است. در این مقاله، روش های سنتزپلی یورتان های پایه آبی مورد بررسی قرار گرفته است.

پلیمرها به دلیل قابلیت های فراوان و قیمت ارزان به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. پلیمرها در محصولات مختلف، از وسایل و ابزارهای پیش پا افتاده و روزمره تا وسایل فوق پیشرفته و راهبردی، کاربرد دارند. امروزه زباله های پلیمری یکی از بزرگترین معضلات زیست محیطی را در جهان امروز بوجود آورده اند که گریبان گیر بشریت شده است. اکثر پلیمرهای معمول در بازار غیرقابل بازگشت به محیط هستند و تجزیه آن ها و برگشت به محیط چند هزار سال طول می کشد. به منظور رفع این مشکل، محققان علوم زیستی در پی تولید پلیمرهای زیست تخریب پذیر از منابع تجدیدشونده مانند گیاهان هستند. پل یلاکتیک اسید به عنوان یکی از شناخته شد هترین مواد زیس تتخری بپذیر مطرح است که (PLA) از مواد مصرفی 100 % تجدیدپذیر تولید می شود. متاسفانه این پلیمر، شکننده بوده، استحکام ضربه پایینی دارد. یکی از موثرترین روش ها برای غلبه بر این مشکل، با دیگر پلیمرها است. در این پژوهش موثرتری و پرکاربردترین PLA آلیاژ کردن استفاده شده PLA گرمانرم هایی که برای چقرمه سازی و افزایش استحکام ضربه معرفی و آلیا ژهای آن ها بررسی شده است. تاثیر نانو ذرات بر خواص این آلیاژها نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

گرافن متشکل از ساختار تک لایه ای از اتم های کربن است که درشبکه ای شش ضلعی به هم متصل شده اند و کشف آن در سال 2004 اتفاق افتاد. به دنبال این کشف، ساخت محصولات از صفحات گرافن اصلاح شده با روش های جدید تاکنون توسعه یافته است. اخیرا به علت خواص چشمگیر گرافن در مقادیر کم، در مقیاس صنعتی و آزمایشگاهی از آن استفاده شده است. همچنین نانوکامپوزیت های پلی اتیلنی حاوی گرافن با ترکیب درصدهای متفاوت از این نانو ذره ساخته شده است. افزودن گرافن سبب بهبود قابل توجه خواص مکانیکی، الکتریکی و حرارتی پلی اتیلن ها شده که این نانوکامپوزیت ها را برای کاربرد های گوناگون مناسب می سازد. این مقاله در مورد نانوکامپوزیت های پلی اتیلنی حاوی گرافن با روش ساخت گوناگون شامل روش بین لایه ای، پلیمرشدن درجا، روش س لژل و اختلاط مستقیم بحث می کند. همچنین در ادامه به کاربرد های این نانوکامپوزیت ها در شاخه های متفاوتیمانند بسته بندی، خودروسازی، حسگر ها، مواد وابسته به نیروی مغناطیس، لایه های نیمه هادی در کابل های ولتاژ بالا، محافظت در برابر تداخل امواج الکترومغناطیس و تخلیه الکترواستاتیکی اشاره شده است.

تنها 10 درصد از مخازن نفتی ایران دارای ساختار شنی هستند و باقی مخازن کشور ساختاری کربناته دارند. بنابراین بخش نسبتا زیادی از نفت موجود در این مخازن سنگین بوده، با روش های معمولی قابل استحصال نیست. به منظور انتقال مواد هیدروکربوری از ماتریس به شکاف مخازن و بالا بردن بهره وری مخازن نیاز به استفاده از روش های ازدیاد برداشت نفت است. این روش ها عبارتند از روش های حرارتی، شیمیایی، میکروبی و تزریق امتزاجی/ غیرامتزاجی گاز. روش های شیمیایی شامل تزریق موادی از جمله پلیمرها، مواد فعال سطحی و حلال ها و ترکیبات مختلف شیمیایی درون چاه به منظور کاهش کشش سطحی دو فاز و بهبود تحرک نفت خام در مخازن است. پلیمرهای مورد استفاده به منظور ازدیاد برداشت نفت عموما برپایه آکریل آمید هستند که پلیمری مصنوعی محلول در آب است و به دلیل قیمت مناسب، حلالیت در آب تحت شرایط گوناگون و قابلیت تهیه آن به صورت غیر یونی، آنیونی و کاتیونی و همچنین قابلیت دست یابی به وزن های مولکولی بالا و متفاوت در ازدیاد برداشت نفت بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله تشکیل هیدروژل های برپایه آکریل آمید و عوامل موثر بر کارایی این هیدروژل ها مورد بررسی قرار می گیرد.

نمای فشار کم و نرخ سوزش پایدار از خصوصیات کلیدی پیشرانه های جامد عالی هستند. اضافه کردن کاتالیست نرخ سوزش به پیشرانه، نرخ سوزش را افزایش و نمای فشار را کاهش می دهد. انواع زیادی از کاتالیست های نرخ سوزش نظیر نانو ذرات فلزی، اکسید های فلزات واسطه، کی لیت های فلزی (کی لیت های فلز آلی)وجود دارند. در میان تمام کاتالیست های )Fc( و کاتالیست های بر پایه فروسن نرخ سوزش، کاتالیست های بر پایه ی فروسن، به علت همگن بودن میکروسکوپی بهتر، اشتعال پذیری مناسب پیشرانه و سازگاری مناسب با پیونددهنده آلی، نسبت به سایر کاتالیست ها بیشترین استفاده را دارند. اما، کاتالیست های بر پایه فروسن به راحتی مهاجرت کرده، موجب تخریب پیشرانه، حین انبارش و کاهش عمر استفاده از راکت ها می شود. کاتالیست های فروسنی پلیمری نسل جدید این کاتالیست ها هستند که با حفظ ویژگی های مثبت آن ها، مشکل مهاجرت را نیز تا حدود بسیار زیادی حل کرده اند. این کاتالیست ها دارای ساختار پلیمری بوده که گروه فروسن می تواند در زنجیر اصلی یا زنجیر جانبی آن قرار گیرد. در این پژوهش ضمن معرفی کاتالیست های نرخ سوزش فروسنی پلیمری، به بررسی انواع آن ها، نحوه سنتز و نتایج بکارگیری آن ها و پدیده مهاجرت در پیشرانه ها در مقایسه با سایر کاتالیست ها پرداخته شده است. مطالعات انجام شده در این پژوهش نشان داد کاتالیست های فروسنی پلیمری از طریق پلیمرشدن حلقه گشا، رادیکال آزاد، اتم و کلیک سنتز می شوند. همچنین استفاده از کاتالیست (ATRP) انتقال دهنده رادیکال فروسنی پلیمری ابرشاخه ای نسبت به کاتالیست فروسنی متصل به گروه کوچک مولکول، در زمان یکسان تا 90 % میزان مهاجرت را کاهش داده است. میزان آهن موجود در کاتالیست، وزن مولکولی پلیمر، محل قرارگیری فروسن در ساختار پلیمر و میزان خطی بودن ساختار پلیمر از مهم ترین عوامل تاثیرگذار در عملکرد این کاتالیست ها به شمار می روند.

سالانه صنایع شیمیایی در اثر خوردگی متحمل هزینه های هنگفتی می شوند. در نتیجه مقدار زیادی از سرمایه از دست می رود که کاهش سود را به دنبال دارد. با انتخاب صحیح مواد، طراحی، نظارت دقیق و نگه داری مناسب می توان تا مقدار زیادی زیان های ناشی از خوردگی را کاهش داد. در برخی از موارد، به کارگیری مواد پلیمری باعث کاهش اتلاف سرمایه می شود. امروزه، مبحث خوردگی پلاستیک ها بسیار مورد توجه است. با وجود سازوکارهای متفاوت، آثار مشابهی در خوردگی فلزات و پلاستیک ها مشاهده می شود و بسیاری از انواع خوردگی فلزات از ارزشمندترین (PVC) در پلاستیک ها هم به چشم می خورد. پلی وینیل کلرید پلاستیک های تولیدی درصنعت پتروشیمی است که از آن در ساخت بسیاری از محصولات خانگی و صنعتی استفاده می شود. پلی وینیل کلرید مقاومت خوبی در برابر طیف گسترده ای از مواد شیمیایی نشان می دهد. این مقاومت تابعی از ساختار رزین وینیل کلرید و اجزای سازنده آن است. آگاهی از خواص خوردگی بلندمدت برای محیطی خاص، اهمیت ویژه ای دارد. PVC دردمای کارکرد در انتخاب نوع به کارگیری افزودنی ها برای بهبود کارایی پلی وینیل کلرید در برخی از کاربردهای خالص می شود. در این PVC ویژه، موجب کاهش مقاومت شیمیایی آن نسبت به مقاله، خوردگی پلاستیک ها، به ویژه پلی وینیل کلرید و روش های بهبود مقاومت شیمیایی این پلاستیک به طور اجمالی بررسی می شود.

با توجه به گرایش روز افزون فهم فرآیندهای الیگومرشدن اتیلن و پیشرفت آن در محیط های دانشگاهی و صنعتی، کاتالیزورهای گزینش پذیر کروم برای تریمرشدن اتیلن در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته اند. مهمترین محصول حاصل از الیگومرشدن اتیلن، آلفا الفین های خطی هستند که در تولید محصولاتی از قبیل کم کمونومرها، مواد فعال در سطح و روان کننده ها استفاده می شوند. حدود نیمی از کمک مونومرهایی مانند 1-بوتن، 1-هگزن و 1-اکتن برای تولید پلی اتیلن خطی از LLDPE مورد استفاده قرار می گیرند. به طور معمول، تولید )LLDPE( سبک طریق فرآیند دو مرحله ای شامل تولید کمک مونومر و کوپلیمر در دو راکتور مجزا صورت می گیرد. این در حالی است که فناوری جدید فرآیندهای کاتالیزوری مورد نظر در راکتور می انجامد. در این مقاله، مروری LLDPE آبشاری، به تولید بر پژوهش های انجام شده در زمینه تولید گزینشی 1-هگزن از اتیلن با استفاده از کاتالیزورهای متالوسنی پایه کروم صورت گرفته است. همچنین استفاده از آن ها برای تولید پلی اتیلن خطی سبک به روش آبشاری یا درجا نیز بررسی شده است.