مجله پژوهش و توسعه فناوری پلیمر ایران
پیاپی 2 (تابستان 1395)

آلیاژسازی پلیمری به دلیل امکان انتخاب گستره وسیعی از مواد و توانایی طراحی محصولی با خواص دلخواه و مقرون به صرفه، اهمیت ویژه ای دارد. بهبود خواص مکانیکی آمیزه نهایی به گون های که معایب پلیمرهای به کار رفته در آلیاژ مورد نظر بهبود یابد، از مه مترین نتایج آلیاژسازی است. این مقاله به بررسی اجمالی خواص مکانیکی آلیاژهای متداول تهیه شده در شرایط گوناگون اختلاط همراه با سازگارکننده های مختلف می پردازد.

امروزه الیافی با قطر کمتر از 100 نانومتر به عنوان نانوالیاف تعریف میشوند. نانوالیاف میتوانند از پلیمرهای مختلف و نانو کامپوزیت های مرتبط ساخته شوند. الیاف پلیمری در ابعاد نانومتری خواص شگفت انگیز فیزیکی و شیمیایی منحصربه فردی نشان می دهند. نانوالیاف پلیمری به دلیل کاربردهای فراوان و ویژگی های خاصی که در این ابعاد پیدا میکنند، مورد توجه صنایع مختلف قرار گرفته اند. از جمله کاربردهای آن ها می توان کاربردهای پزشکی و تصفیه را نام برد. از این رو تولید نانوالیاف پلیمری با استفاده از روش نسبتا ساده و کارآمد، بسیار مفید خواهد بود. نانوالیاف و ساختارهای نانو حفره های که بطور طبیعی در بدن انسان وجود دارند باعث شده تا تحقیق وسیع در این زمینه با جدیت بیشتر دنبال شود. مورد دیگری که باعث افزایش بررسی در این زمینه شده است امکان اصلاح سطوح پلیمری به وسیله مولکول هایی با عملکرد دلخواه است. یکی از مهمترین روش های تهیه نانوالیاف پلیمری، الکتروریسی است. محصول الکتروریسی نمد گونه ای از نانوالیاف است که لایه نازکی روی صفحه فلزی جمع کننده طی فرایند الکتروریسی بوجود می آورد. در واقع این لایه از انجماد یا انجماد ناقص جت روی صفحه های دو بعدی حاصل می شود. به دلیل ای نکه این لایه در زیر میکروسکوپ الکترونی ساختار مشبک دارد به آن مش نانوالیاف یا شبکه نانوالیاف گفته می شود. در مقاله حاضر در مورد روش الکتروریسی، اجزای آن، اهمیت و کاربرد نانوالیاف، برخی خواص اصلی نانوالیاف و روش های بررسی این خواص، اطلاعات مختصر و مفیدی ارائه شده است.

با توجه به تقاضای فراوان و مستمر برای توسعه کارایی پوش شها، متولیان تهیه فرمول بندی پوششها، مسئول حفظ مقررات زیست محیطی این گونه مواد هستند. سنگین از جمله کروم و سایر مواد مضر )VOCs( ضرورت کاهش ترکیبات آلی فرار در پوشش ها، فرص تها و موقعی تهایی را برای عرضه کنندگان فناوری و ملزومات کارآمد، مطابق استانداردهای مربوط، مهیا کرده است. تحقیق حاضر توانایی فناوری ارگانوسیلان ها را در بهبود کارایی سامانه های پوشش شرح داده است. مولکولهای ارگانوسیلانی قادر هستند تا پیوندی بین ترکیبات آلی و مواد معدنی به وجود آورند. با توجه به ای ن که پیوندهای حاوی گرو ه های سیلوکسانی، پایدار و منعطف هستند بنابراین کاربرد آن در سامانه های پوشش ضروری است. این مقاله به بررسی مبانی شیمی ارگانوسیلا نها و کاربردهای پوششی مختلف آن ها در پرایمرها پرداخته است. از آنجا که ارگانوسیلان ها با محیط زیست سازگار هستند، می توانند جایگزینی برای ترکیبات حفظ خوردگی فلزات پایه کروم باشند. مولکو لهای ارگانوسیلانی این توانایی را دارند که در کنترل و تغییر خواص بین وجهی از جمله طراحی بین فازی، خواص چسبندگی و ویسکوالاستیک و همچنین خواصی مانند خراش، سایش، مقاومت خوردگی و نهایتا در کارایی پوشش کامپوزیتی تاثیرگذار باشند.

نانوکامپوزیت های هوشمند پلیمری حافظه شکلی در درجه نخست، به منظور ارتقای خواص مکانیکی و افزایش نیروی بازیابی شکلی پلیمرهای حافظه شکلی مطرح شدند. در حال حاضر تلاش های گسترده ای با هدف جایگزینی آلیاژهای فلزی حافظه شکلی به خصوص درکاربردهای زیست پزشکی با این نانوکامپوزی تها در جریان است. دراین تحقیق ضمن معرفی نانوکامپوزیت های هوشمند پلیمری حافظه شکلی، با مرور تلا شهای تحقیقاتی صورت گرفته در این زمینه به بررسی روش های ساخت، مشخصه یابی و ارزیابی کارایی آن ها پرداخته می شود.

نانواسفنج های سیکلودکسترینی ساختارهای سه بعدی و متخلخلی هستند که از پلیمر شدن تراکمی منومرهای سیکلودکسترین با عامل اتصال عرضی مناسب به دست می آیند. در این ترکیبات دو دسته حفره وجود دارد: )الف( حفرات منومرهای سیکلودکسترین و )ب( حفرات ناشی از تشکیل شبکه سه بعدی. نانواسفن جهای سیکلودکسترین با داشتن حفر ه های آبگریز و شاخه های عامل دار، قابلیت درون پوشانی مولکو لهای آبگریز و آبدوست را دارند. از این ویژگی می توان برای حذف مواد آلاینده در آب استفاده کرد. جذا بترین کاربرد این دسته از نانواسفن جها که نشات گرفته از ماهیت زیست سازگار آن ها است، کاربرد آن ها به عنوان حامل های دارویی است. گزارش های متعددی در زمینه بارگذاری انواع داروها در این سامانه های حامل منتشر شده است. درون پوشانی در این حامل ها به عوامل متعددی از جمله ماهیت عامل اتصال عرضی بستگی دارد. همچنین درون پوشانی دارو در این سامانه باعث ایجاد خواصی مطلوب مانند افزایش پایداری، رهایش مستمر، بهبود حلالیت و... می شود.

الکترولیت موجود در پیل های سوختی الکترولیت پلیمری یا غشاهای تبادل در پیل های سوختی، رسانای بسیار خوب پروتون است. )PEMFC( کننده پروتون است. در حال Nafion الکترولیتی که بیشتر در این نوع پیل سوختی به کار می رود حاضر، تحقیقات برای جایگزینی آن با سه روش مختلف دنبال شده است. این رو شها شامل اص الح غشاهای یونومر پیش فلوئورزنی شده؛ قابل استفاده نمودن غشاها/پلیمرهای هیدروکربنی آروماتیک وغشاهای کامپوزیتی بر پایه مواد معدنی جامد رسانای پروتون و زمینه پلیمر آلی است. گرایش فعلی غالب به غشاهای Nafion کامپوزیتی و هیبریدی معطوف است. پلیمری که به طور گسترده پس از است. در این مقاله )SPEEK( مورد مطالعه قرار گرفته پلی اتر- اتر کتون سولفوناته کارایی غشاهای پلیمری مذکور از نقطه نظر طول عمر، پایداری و دمای عملکرد بررسی می شود. همچنین در مورد پیشرفت های حاصل در مواد پیشرفته که در SPEEK وتعدادی از پروژه های تحقیقاتی با پلیمر )BAM) (Ballard( بالارد حال حاضر در آزمایشگاه های تحقیقاتی در حال انجام است، بحث می شود.

نسل جدید ابرعای قهای چندلایه، در سال های اخیر اهمیت فراوانی در صنایع مختلف، به خصوص صنعت هوافضا پیدا کرده اند. این ابرعایق ها متشکل از آلومینیوم هستند که بین آنها جداکنند ه های )Foil( لایه های بازتابشی بسیار نازک ایروژل نانومتخلخل قرار دارد. به دلیل اهمیت این عای قها تلاش زیادی برای مدل سازی انتقال حرارت در آن ها صورت گرفته، تا بتوان با استفاده از معادلات مربوط، عایق را با توجه به کاربرد دمایی لازم طراحی کرده، آزمو نهای عملی را به حداقل رساند. عملکرد این عای قها به شدت به چگالی، تخلخل و ابعاد حفرات جداکنند های ایروژل و همچنین تعداد لایه در ضخامت کل عایق وابسته است. نتایج تحقیقات نشان می دهد که در شرایط دمایی مختلف، چگالی جداکننده ایروژل در هر درجه حرارت، مقداری بهینه خواهد داشت که در آن کمترین رسانایی حرارتی موثر در عایق احراز می شود. از طرفی، با در نظر گرفتن ضخامت ثابت عایق، تعداد لای ه ها در واحد ضخامت عایق که به عنوان چگالی لایه شناخته می شود، مقدار بهینه ای تحت تاثیر شرایط مرزی دمایی خواهد داشت. در چگالی لایه بهینه، شار حرارت عبوری از عایق کمترین میزان را دارد. بنابراین برای طراحی مطلوب عایق و کاهش ضخامت عایق تا حد ممکن، محاسبه عوامل بهینه چگالی جداکننده ایروژل و همچنین چگالی موثر، چالش اصلی طراحی است. بررسی و رفع این مشکل نیاز به و مدل سازی هایی دارد که رفتار حرارتی عایق چند لایه و ایروژل جداکننده را با دقت مناسب پیش بینی کند. در این مقاله علاوه بر تبیین روش مدل سازی ابرعایق چندلایه و بهینه سازی ساختار ایروژل جداکننده آن، نتایج طراحی ابرعایق چندلایه نسل جدید برای کاربرد دمایی مشخص، مطالعه و مورد بررسی قرار خواهد گرفت.