فهرست مطالب

علوم و فناوری رنگ - سال دوازدهم شماره 3 (پیاپی 45، پاییز 1397)
  • سال دوازدهم شماره 3 (پیاپی 45، پاییز 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/09/18
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سیدمهدی عروجی، رضا نادری محمودی *، محمد مهدویان احدی صفحات 159-170
    پایداری محلول اسیدشویی حاوی ppm 100 آب اکسیژنه، به عنوان فعال کننده سطح و 1 میلی مولار بنزوتایازول به عنوان بازدارنده خوردگی، طی 12 روز انبارداری با استفاده از آزمون های طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) ، پلاریزاسیون، میکروسکوپ الکترونی روبشی با وضوح بالا (HRSEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج EIS و پلاریزاسیون نشان داد میزان مقاومت به خوردگی در حضور آب اکسیژنه پس از 12 روز بسیار کمتر از حالتی است که فاقد آب اکسیژنه است. نتایج HRSEM نیز متراکم تر شدن و متخلخل شدن محصولات خوردگی را نمایش داد. نتایج AFM نیز افزایش زبری سطح، طی زمان انبارداری را نشان داد. نتایج EIS بر روی پوشش سیلانی آماده سازی شده با محلول های اسیدی نشان داد مقاومت خوردگی پوشش طی زمان انبارداری افت می کند. با این حال در حضور آب اکسیژنه در حالت بدون انبارداری، مقاومت بیشتر از حالتی است که از آب اکسیژنه استفاده نشده است.
    کلیدواژگان: فولاد نرم، اسیدشویی، آب اکسیژنه، پوشش سیلان سل-ژل
  • آیسونا طلایی *، محمدهادی رضوانی، حسن دوست محمدی صفحات 171-180
    در این پژوهش مقاومت چسبندگی پوشش های شفاف آلکیدی و نیتروسلولزی روی چوب صنوبر اصلاح شده توسط تیمارهای گرمایی در محیط های فراگیر مختلف پس از کهنگی تسریع شده بررسی شد. نمونه های چوبی با ابعاد 20×100×150 میلی متر تهیه و سپس در محیط های فراگیر مختلف تیمارگرمایی (هوا، بخار آب، بخار آب و پرس، روغن بزرک) ، در دو سطح دمای 150 و 180 درجه سانتی گراد تیمار شدند. پوشش دهی اولیه نمونه های شاهد و اصلاح شده با رنگ سیلر به عنوان پرکننده اعمال شد و در دو فرآیند جداگانه پوشش کیلر و نیم پلی استر پایه نیتروسلولز و آلکید تمام سطوح پوشش داده شدند. مقاومت چسبندگی پوشش قبل و بعد از کهنگی با روش Pull Off اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تیمار بخار گرمایی و گرمایی خشک چوب میزان مقاومت چسبندگی پوشش را در هر دو نوع پوشش قبل و بعد از کهنگی افزایش داده است، که بیشترین آن برای تیمار بخار گرمایی در دمای 150 سانتی گراد مشاهده شد. از طرفی با افزایش دمای تیمارها، چسبندگی سطح نمونه ها کاهش یافتند. در مورد نوع پوشش نیز نمونه های پوشش داده شده با سیلر- نیم پلی استر مقاومت چسبندگی بالاتری داشتند. بر اساس نتایج، چسبندگی رنگ وابسته به ترکیبی از نوع پوشش، تیمارهای گرمایی و کهنگی است.
    کلیدواژگان: تیمارهای گرمایی، کهنگی تسریع شده، مقاومت چسبندگی پوشش، صنوبر، پوشش های شفاف
  • محدثه نبی زاده، علی اصغر سرابی * صفحات 181-192
    با توجه به اهمیت روزافزون استفاده از آلیاژهای منیزیم در صنایع مختلف، بهبود مقاومت به خوردگی این زمینه، به یکی از موضوعات روز جهان تبدیل شده است. در این تحقیق پوشش تبدیلی وانادیم به عنوان روشی جهت محافظت از سطح آلیاژ AZ31 معرفی شد. در بخش اول اهمیت شرایط آماده سازی سطح در اعمال پوشش تبدیلی وانادیم بر روی سطح منیزیم بررسی شد. در بخش دوم اثر مدت زمان غوطه وری در محلول پوشش تبدیلی وانادیم مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج نشان داد که با غوطه وری نمونه به مدت 60 دقیقه، بیشینه مقاومت پلاریزاسیون (8100 اهم سانتی متر مربع) حاصل گردید. سپس در بخش بعدی اثر حضور سولفات مس بر کاهش زمان غوطه وری و افزایش مقاومت پلاریزاسیون مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که حضور سولفات مس با غلظت 1 گرم بر لیتر نه تنها باعث کاهش زمان بهینه غوطه وری به 30 دقیقه می شود بلکه توانست مقاومت پلاریزاسیون پوشش را از 250 به 14300 اهم سانتی متر مربع افزایش دهد و نشان داده شد که این تغییر چشمگیر در تطابق با آزمون پلاریزاسیون نیز است. به طوری که دانسیته جریان خوردگی از 33. 4 میکرو آمپر بر سانتی متر مربع به 0. 53 میکروآمپر بر سانتی متر مربع کاهش یافت. در بخش آخر تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که پوشش تبدیلی وانادیم به طور ذاتی دارای ترک می باشد و مشخص گردید کاهش تعداد حفرات موجود بر روی سطح پوشش و افزایش ضخامت لایه فشرده و یکنواخت نزدیک به سطح توجیه کننده مقاومت به خوردگی بالاتر پوشش تبدیلی در حضور سولفات مس است.
    کلیدواژگان: پوشش تبدیلی وانادیم، آلیاژ منیزیم، پلاریزاسیون، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، میکروسکوپ الکترونی روبشی
  • سید محمد معروفی، علی اصغر صباغ الوانی* ، حسن سامعی، رضا سلیمی صفحات 193-206
    رنگدانه نانوساختار استرانسیم هگزاگونال فریت نوع M با ساختار شیمیایی SrFe12O19 در دماهای 1100-900 درجه سانتی گراد با روش های هم رسوبی و پچینی تهیه شدند. آنالیزهای پراش پرتو ایکس (XRD) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) ، مغناطومتر نمونه مرتعش (VSM) و تحلیل گر برداری شبکه (VNA) جهت بررسی خواص ساختاری، مغناطیسی و دی الکتریک نانوذرات تهیه شده انجام گردید. با توجه به نتایج XRD، فاز استرانسیم هگزاگونال فریت در تمامی نمونه ها فاز غالب بوده و مقادیر شبکه بلوری تشکیل شده با تئوری آن سازگاری دارد. نتایج VSM و VNA نیز نشان داد که افزایش دمای کلسیناسیون، مغناطیس اشباع را افزایش و ثابت دی الکتریک را کاهش داده و بنابراین، نانوساختارهای سنتز شده قابلیت کاربرد در پوشش های جاذب رادار در فرکانس های بالا را دارا می باشند.
    کلیدواژگان: رنگدانه نانوساختار، هگزافریت استرانسیوم، سل-ژل پچینی، ثابت دی الکتریک
  • جمال مهرعلی پور، سمیرا احمدی، رقیه بهادری، زهرا شهبازی، محمدرضا سمرقندی * صفحات 207-216
    مواد رنگزا، در طی فرآیندهای متداول تصفیه پایدار هستند. استفاده از ازن و ترکیبات آنیون پرسولفات و هیدروژن پراکساید باعث آزادسازی رادیکال های فعال می شود. هدفمطالعه، تعیین کارایی رادیکال های فعال شده با مولکول ازن در تجزیه (AB25) می باشد. دراین مطالعه از راکتور ازن زنی نیمه پیوسته استفاده شد. در فرآیند ازن/پرسولفات مقادیر pH ، غلظت آنیون پرسولفات، غلظت ازن، غلظت AB25 و در فرآیند ازن/هیدروژن پراکساید مقادیر pH ، غلظت هیدروژن پراکساید، غلظت ازن، غلظت AB25 مورد بررسی قرار گرفت. اثر هم افزایی و میزان معدنی سازی در شرایط بهینه تعیین شد. اندازه گیری AB25 با استفاده از دستگاه DR6000 صورت گرفت. نتایج نشان داد، pH ، غلظت پرسولفات؛ غلظت ازن، زمان واکنش و غلظت اولیه آلاینده در فرایند ازن/ پرسولفات و pH، غلظت هیدروژن پراکساید؛ غلظت ازن، زمان واکنش و غلظت اولیه آلاینده در فرایند ازن/ هیدروژن پراکساید در کارایی هر دو فرآیند تاثیر دارند. بیشترین کارایی و معدنی سازی فرآیند ازن/ پرسولفات در pH اسیدی مشاهده شد که بترتیب برابر 98. 58 و 78 % بود. کارایی فرآیند با تغییرات افزایشی پرسولفات تا حد مشخصی دارای رابطه مستقیم است. افزایش غلظت آلاینده، کاهش کارایی فرآیند را به دنبال داشت. بیشترین کارایی و معدنی سازی فرآیند ازن/ هیدروژن پراکساید در pH قلیایی مشاهده شد که به ترتیب برابر 98. 96 و 74 % بود. کارایی فرآیند با تغییرات افزایشی هیدروژن پراکساید تا حد مشخصی دارای رابطه مستقیم است. افزایش غلظت آلاینده، کاهش کارایی فرآیند را به دنبال داشت. فرآیند ازن زنی با آنیون پرسولفات و هیدروژن پراکساید به دلیل تولید رادیکال های فعال، می تواند روش مناسبی برای حذف آلاینده های مقاوم مانند AB25 باشد.
    کلیدواژگان: آنیون پرسولفات، هیدروژن پراکساید، ازن، ماده رنگزای اسید آبی 25، پساب های ساختگی
  • جعفر عطار قراملکی * صفحات 217-227
    ساختارهای مولکولی و الکترونیکی لیگاند 4- ((4-برموفنیل) دی آزنیل)-2-اتوکسی آنیلین (L1) با استفاده از تئوری تابع چگال (DFT) مورد مطالعه قرار گرفت و داده های محاسبه شده با مقادیر تجربی حاصل از پراش پرتو ایکس مقایسه شد. مطالعات نظری نشان داد که توافق بسیار خوبی بین مقادیر تجربی و مقادیر محاسبه شده برای طول و زوایای پیوندی وجود دارد. همچنین، ساختار چهاروجهی انحراف یافته برای کمپکلس روی (II) پیشنهاد شد که فاصله های پیوندی بین لیگاند و فلزمرکزی در این ترکیب در محدوده فواصل پیوندی Zn―O و Zn―N برای کمپلکس های چهار کوئوردینه Zn (II) می باشند. برای لیگاند آزاد، HOMO محاسبه شده اوربیتال های π کل سیستم می باشد وLUMO اربیتالπ* لیگاند است. شکاف انرژی LUMO-HOMO برای این ترکیب، معادل ~ 3. 25 eV محاسبه می شود. در حالی که در کمپلکس بهینه شده [Zn (L1) 2]، HOMO به صورت π (برموفنیل دی آزو فنیل) فقط بر روی یک لیگاند مستقر شده است وLUMO به صورت σ* (Ligand―4s Zn) محاسبه می شود. علاوه بر این، محاسبات تابع چگال وابسته به زمان (TDDFT) برای پیش بینی طیف جذبی UV-Visترکیب لیگاند L1 و نیز کمپلکس مربوطه [Zn (L1) 2]+2 در حالت گازی انجام شد و بر همین اساس، انتقالات الکترونیکی و اربیتال های مولکولی درگیر به طور کامل ارائه گردید. در نهایت، طیف های الکترونیکی L1 و [Zn (L1) 2] با روش TDDFT پیش بینی شده ونتایج نشان داد که انتقالات الکترونی لیگاند عمدتا از نوع انتقالات π→π* و nb (N=N) →σ* (C―H) ethyl+σ* (N―H) می باشند. نوار جذبی قوی که در ناحیه 426 و 415 نانومتر طیف جذبی الکترونی کمپلکس مشاهده می شود مربوط به انتقال π→π* بوده و در آن الکترون از سیستم π یک لیگاند به π* لیگاند دوم منتقل می شود لذا فام پیش بینی شده برای کمپلکس [Zn (L1) 2]2+ به صورت زرد-نارنجی می باشد.
    کلیدواژگان: لیگاند دی آزو، کمپلکس Zn(II)، ساختار مولکولی و الکترونی، طیف الکترونی، محاسبات DFT-TDDFT
  • نگین پیری، علی شمس ناتری *، جواد مختاری صفحات 229-240
    پوشش دهی پارچه با نانوذرات به منظور ایجاد تغییر و اصلاح خصوصیات طیفی و انتشاری آنها فناوری جدیدی است که در سال های اخیر معرفی شده است. این روش حوزه جدیدی از منسوجات با کارایی بالا مانند استتار، پارچه های محافظ در مقابل پرتو فرابنفش، سلول های خورشیدی و منسوجات خنک کننده را تحت پوشش خود قرار می دهد. یکی از مهم ترین رویکردها در تخمین فاکتور انعکاسی این منسوجات استفاده از مدل های مختلف براساس تئوری مختصات گسسته می باشد که شامل مدل هایی نظیر کیوبلکا- مانک و چند پرتوی می شود. در این مدل ها غالبا از انعکاس سطحی الیاف، چشم پوشی شده و پارچه به صورت محیطی پیوسته در نظر گرفته می شود که خود منبع خطای بالایی است. تئوری کلاسیک هندسه نور از دیگر مدل هایی است که بطور گسترده برای پیشگویی فاکتور انعکاسی ذراتی مورد استفاده قرار می گیرد که دارای ابعادی خیلی بزرگ تر از طول موج پرتو تابیده هستند. در این مدل محدودیت موجود در مدل مختصات گسسته وجود ندارد ولی برای پیشگویی رفتار انعکاسی نانوذرات مناسب نمی باشد. با توجه به اینکه پارچه های پوشش داده شده سیستمی متشکل از موادی با ابعاد میکرومتر و نانومتر هستند، در این تحقیق یک مدل نظری بر اساس تئوری کلاسیک هندسه نور برای مطالعه انتقال پرتو از پارچه های پوشش داده شده با نانوذرات پیشنهاد شد که در آن خصوصیات تابشی ذرات با ابعاد نانومتر و زیرمیکرومتر توسط تئوری انتشار می و خصوصیات تابشی الیاف توسط تئوری هندسه نور توصیف می شود. دقت مدل پیشنهاد شده با استفاده از پارچه پلی استر پوشش داده شده با نانوذرات دی اکسید تیتانیم ارزیابی شد و نتیجه مقایسه نتایج حاصل از مدل و داده های آزمایشگاهی اندازه گیری شده نشانگر موفق بودن مدل پیشنهادی بوده و روش نوینی را برای اندازه گیری انتقال پرتو از محیط های شامل اجزایی با اندازه های متفاوت معرفی می کند.
    کلیدواژگان: تئوری انتشار می، مدل هندسی، پارچه پوشش داده شده، نانوذرات
|
  • S.M. Orouji, R. Naderi *, M. Mahdavian Pages 159-170
    The stability of acid treatment solution containing 100 ppm hydrogen peroxide, as a surface activating agent and 1 mM benzothiazole, as a corrosion inhibitor during 12 days of storage was investigated using electrochemical impedance spectroscopy (EIS), polarization test, high resolution scanning electron microscopy (HRSEM) and atomic force microscopy (AFM). The results of EIS and polarization showed that in the presence of H2O2, corrosion resistance is much less than the one contains no H2O2 after aging. According to the results of HRSEM, corrosion products became denser and more porous. Surface roughness increased over aging time and therefore confirmed the previous results. In the following, protective performance of silane sol-gel coating applied on mild steels treated in acid solutions in both fresh and stored conditions was examined using EIS. It was founded the coating resistance decreased during storage. However, the coating on the surface treated by fresh acid solution containing H2O2 had the superior protection compared to the one containing no activating agent.
    Keywords: Mild steel, Acid treatment, Hydrogen peroxide, Silane sol-gel coating
  • A. talaei *, M.H. Rezvani, H. Doost Mohammadi Pages 171-180
    The main purpose of current research was to investigate the adhesion strength of transparent coatings of thermally modified poplar wood in different mediums before and after accelerated aging. Specimens of 150×100×20 mm were prepared and thermally modified in different mediums (air, steam, steam and press, linseed oil) in 150 and 180 °C. Untreated and modified specimens were coated with acid catalyzed lacquer and nitrocellulose lacquer. Adhesion strength of coatings were analyzed before and after accelerated aging. The results showed that thermal modification in hot air and hot steam, affect positively on coating adhesion strength before and after aging test. The best results observed in hot steam in 150 °C. As temperature of thermal modification elevated, adhesion strength of coatings decreased. Specimens coated with nitrocellulose lacquer had higher adhesion strength. Based on revealed results, it can be concluded that adhesion strength of thermally modified wood depends on coating type, thermal modification medium and aging process.
    Keywords: Thermal modification, Accelerated aging, Adhesion strength, Poplar, Transparent coatings
  • M. Nabizadeh, A.A. Sarabi * Pages 181-192
    The increasing application of magnesium alloys in various industries on the one hand and its low corrosion resistance on the other hand, have been a new challenge for researches around the world. In this study, vanadium conversion coating was investigated as a method for protection of AZ31 alloy. In the first section, the importance of surface pretreatment for applying conversion coating was studied. In the second part, the duration of immersion in the solution was investigated and the results showed that the coating reaches to its maximum resistance (8100 Ohm.cm2) in 60 minutes immersion. Then, in the next section, it will be seen how the addition of 1 g/l copper sulphate not only reduced the optimum immersion time to 30 minutes, but also increased the polarization resistance of the coating from 250 to 14300 Ohm.cm2. In addition it is clarified that this significant change is in compliance with the polarization test in which the corrosion current density decreased from 33.4×10-6 to 5.3×10-7 A/cm2. In the final section, the images of the FE-SEM showed that the surface of vanadium conversion coating was inherently cracked. Also, reducing the number of pits and increasing the thickness of compact and uniform layer next to the surface are the reasons of higher corrosion resistance for vanadium conversion coating in the presence of copper sulphate.
    Keywords: Vanadium conversion coating, Magnesium alloy, DC polarization, Electrochemical impedance Spectroscopy (EIS), Scanning electron microscopy (SEM)
  • S.M. Maroofi, A.A. Sabbagh alvani *, H. Sameie, R. Salimi Pages 193-206
    M-type substituted strontium hexaferrite nanostructures were synthesized by pechini sol-gel route. The ferrites were investigated by using X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), vibrating sample magnetometer (VSM) and performing network analyzer (PNA). In accordance with diffraction patterns, no extra peak was observed for the pure samples. VSM and PNA results showed that the saturation magnetization increased and the dielectric constant decreased with increasing calcination temperature. According to results, the synthesized nanoparticles are suitable for use in high frequency absorbers.
    Keywords: Nanostructure pigment, Strontium hexaferrite, Pechini sol-gel, Dielectric constant
  • J. Mehralipour, S. Ahmadi, R. Bahadori, Z. Shahbazi, M.R. Samarghandi * Pages 207-216
    Dyes are stable in the conventional wastewater treatment processes. Use of ozone with persulfate anions and hydrogen peroxide compounds releases active radicals. The aim of study was to determine the effectiveness of hydroxyl and sulfate radicals that activated by ozone molecules in (AB25) decomposition. This study was handled in semi batch Ozonation reactor with one liter volume. In O3/PS process effect of pH, concentration of persulfate, concentration of Ozone and concentration of AB25 parameters and in O3/H2O2 process effect of pH, H2O2, concentration of Ozone and concentration of AB25 parameters were investigated. Synergistic effect of parameters in processes determined. For measurement of AB25 use of DR6000 instrument. The results of study was showed that pH, persulfate anion, Ozone concentration, reaction time and initial concentration parameters in O3/PS process and pH, H2O2, Ozone concentration, reaction time and initial concentration in O3/H2O2 have a significant impact on performance of processes. Highest efficiency of O3/PS process (97/58 %) is in acidic pH. Process efficiency has a direct relationship with increasing of persulfate to a certain extent. Increasing in concentration of pollutant cause reduce of efficiency. Highest efficiency of O3/H2O2 process (98/96 %) is in alkaline pH. Process efficiency has a direct relationship with increasing of H2O2 to a certain limit. Increasing in concentration of pollutant cause reduce of efficiency. Due to the production of active radicals, Ozonation process in presence of persulfate anion and H2O2 is suitable process in removal of resistance pollutant such an ACID BLUE 25 dye.
    Keywords: Persulfate anion, Hydrogen peroxide, Ozone, Acid blue 25 dye, Synthetic effluents
  • J. Attar Gharamaleki * Pages 217-227
    The molecular and electronic structure of 4-[(4-bromophenyl)diazenyl]-2-ethoxyaniline, (L1), as ligand was calculated by Density Functional Theory (DFT). The bond distances as well as bond and torsion angles in the optimized molecular structure was compared with the already reported X-ray structure determined values. Also, tetrahedral geometry for the Zn(II) complex was proposed with Zn―O and Zn―N bond distances are in accord with those reported for similar N2O2 coordinating complexes. For the optimized free ligand, HOMO is calculated to be π orbital and LUMO is π* orbital and the energy gap of LUMO-HOMO is ~3.25 eV. Whereas, for the optimized [Zn(L1)2]+2 complex, HOMO is predicted to be π(bromophenyldiazophenyl) fragment delocalized on one ligand and LUMO is σ*(Ligand―4s Zn). Moreover, time-dependent density functional theory (TDDFT) calculations were applied to preciously predicting and assigning of the UV-Vis absorption spectra of L1 and [Zn(L1)2] in gas phase. The results showed that the electronic spectra of free ligand is mainly due to π→π* and nb(N=N)→σ*(C―H)ethyl+σ*(N―H) electronic transitions. Strong absorption bands predicted at 426 and 415 nm for [Zn(L1)2]+2 due to π→π* electronic transitions from one ligand to the other one. Accordingly, the color of the [Zn(L1)2]2+ complex was predicted to be yellowish-orange.
    Keywords: Diazo ligand, Zn(II) complex, Molecular, electronic structure, Electronic transitions, DFT-TDDFT
  • N.` Piri, A. Shams nateri *, J. Mokhtari Pages 229-240
    Coating of fabrics with spectrally selective nanopigments, in order to manipulate their optical properties, has been introduced in recent years. This method presents a new field in high performance textiles which covers high technological aspects such as UV protective fabrics, Solar cells and cool fabrics as well. One of the most important approaches in prediction of reflectance factor of coated fabrics is based on Discrete Ordinate Method (DOM), namely, Kubelka-Munk or Multi Flux Model, where the fabric is considered as a continuous medium consists of a dispersion of nanopigments. However, ignored surface scattering on interfaces causes considerable error. Geometric optic, on the other hand, is utilized widely for prediction of spectral behavior of particles with very large dimension compared with incident wavelength. The model lacks limitation of DOM but is not appropriate for nanopigments of small diameters. According to the fact that, coated fabrics are systems consists of nano and micron sized materials, a theoretical model is proposed in which radiative properties of micro particles are described using Geometric Optic, and those for nano and submicron sized particles are described using Mie scattering theory. Subsequently, the experimental realization of proposed model has been conducted on Titanium dioxide nanopigments coated on polyester fabrics, and the successful comparison of the proposed model with experimental results confirms its suitability, and introduces a rather new procedure in the field of radiation transfer through mixed beds of elements with extremely different sizes.
    Keywords: Mie scattering theory, Geometric optic, Coated fabrics, Nanopigments