مجله پژوهش و توسعه فناوری پلیمر ایران
سال سوم شماره 3 (پیاپی 11، پاییز 1397)

آنجا که پلی اولفین ها ساختاری غیرقطبی دارند و آب گریز هستند،استفاده از اکستروژن واکنشی به صرفه ترین روش چه از لحاظ اقتصادی و چه از لحاظ زمانی برای حل این مشکل است. در واقع اکستروژن واکنشی روشی برای ارتقای خواص پلیمر و اصلاح ساختار آن است. در این میان استفاده از مونومرهای قطبی نظیر مالئیک انیدرید یا ترکیبات اکریلاتی، روش مرسوم محققان دانشگاهی و صنعتی برای قطبی کردن پلی اولفین ها است. در این پژوهش اصلاح شیمیایی پلی اولفین ها از طریق عوامل قطبی مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش اول به سازوکار کلی واکنش پرداخته شده است. درادامه واکنش های جانبی و شرایط کلی مورد نیاز واکنش مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه انواع مونومرهای معمول برای فرایند پیوندزنی و روش های آزمایشگاهی مرسوم برای ارزیابی مونومر پیوند زده شده به پلی اولفین مورد بحث قرار گرفته است.

لاتکس، پراکنه کلوئیدی ذرات پایدارشده به کمک ماده فعال سطحی در آب است. فیلم های لاتکسی در اثر وجود چهار نوع تنش عمده هیدرودینامیکی، موئینگی کشسان، موئینگی و جمع شدگی پس از طی سه مرحله تغلیظ، هجوم هوا و تغییر شکل موئینگی تشکیل می شوند. در تشکیل فیلم از لاتکس پلیمری، سرعت تبخیر بستر تاثیر چشمگیری بر یکپارچگی و مشخصات نهایی فیلم دارد؛ به طوری که با افزایش سرعت تبخیر بستر، یکپارچگی فیلم نهایی کاهش می یابد. در این سامانه ها، ماده فعال سطحی با وجود تاثیر مثبت بر پایداری ذرات کلوئیدی و جلوگیری از تجمع خودبه خودی آن ها، ضخامت فیلم را در لبه ها افزایش می دهد. چالش دیگر در تشکیل فیلم های لاتکسی اندازه و شکل هندسی فیلم است؛ به طوری که سرعت خشک شدن در هندسه دایره ای از لبه دایره به سمت مرکز در نقاط مختلف واقع بر محیط، یکسان و در هندسه مستطیلی در راستای دو ضلع، متفاوت است. چالش دیگر تشکیل فیلم لاتکسی، ایجاد طرح های همرفتی سطحی در اثر مصرف گرمای نهان حین تبخیر بستر در فصل مشترک مایع - هوا و ایجاد اختلاف دما یا غلظت از کف به سطح است.

در این مقاله، تاثیر نانوذرات کربنات کلسیم، رس و سیلیکابربلورینگی و خواص فیزیکی و مکانیکیسه نوع اسفنج پلیمری، مورد بررسی قرارگرفته است. این سامانه ها شامل پلی پروپیلن/ نانوکلسیم کربنات، پلی لاکتیک اسید/ تالک-نانورس-نانوسیلیکا و ترموپلاستیک پلی یورتان/نانورساست. در همه این سامانه ها، از گاز کربن دی اکسید به عنوان عامل حباب زا برای تولید اسفنج استفاده شده است. همچنین اثر غلظت های مختلف از این نانوذرات بربلورینگیاسفنج ها بررسی شده و مشاهده شده که هرچه مقدار نانوذره بیشتر شود، بلورینگی نیز افزایش می یابد. ریزساختار این اسفنج ها نشان داده است که نانوذرات باعث ایجاد ساختارهای ریزی از سلول و بلور می شوند. نتایج نشان می دهد که محدوده دمایی اسفنج شدن بعد از اضافه کردن نانوذره، به دلیل تبلور هم دما و غیر هم دما در دمای بالاتر، کاهش یافته است. به علاوه، نانوذرات می تواننداسفنج های میکروسلولی با ساختار سلول یکنواخت تولید کنند. در حضور نانوذرات، می توان از رشد سلول ها در مقابل هسته گذاری سلول ها صرف نظر کرد. همچنین نانوذراتمی توانند به عنوان عامل هسته زا و عامل حباب زا عمل کنند و بلورینگی را افزایش دهند که این امر منجر به افزایش خواص فیزیکی و مکانیکی اسفنج ها می شود.

نشاسته یکی از مهم ترین و فراوان ترین پلی ساکاریدها در طبیعت است و در صنایع مختلف به دلیل خواص کاربردی مانندویژگی-های ممانعتی، زیست تخریب پذیری بالا، ارزانی، در دسترس بودن،ایمنی مصرف، پیونددهی و چسبندگی مناسب به طور گسترده استفاده می شود. باوجودویژگی های خوبی که نشاسته دارد، خواص مکانیکی ضعیف به ویژه مقاومت کششی و مدول کشسانیپایین نسبت به پلیمرهای سنتزی دارد. علاوه بر آن،ماده ای بسیار آب دوست است که موجب حساسیت زیاد فیلم و سایر محصولات مبتنی بر نشاسته نسبت به رطوبت و در نتیجه افت خواص مکانیکی می شود. یکی از بهترین روش های حل این موضوع ترکیب نشاستهبا سایر پلیمرهای زیست تخریب پذیر سنتزی به ویژه در ابعاد نانومتری است. در این مقاله ضمن بررسی روش های اصلاح ساختاری نشاسته، ترکیبات جدید این پلیمر با سایر مواد را کهمنجر بهگسترش کاربردهای آن در حوزه های متنوع صنعتی می شود، بررسی شده است.

پلی کاپرولاکتونPCL))، پلیمری آب گریز و نیمه بلوری است که با افزایش وزن مولکولی، بلورینگی آن کاهش می یابد. ویژگی هایی نظیر حلالیت خوب PCL، نقطه ی ذوب پایین (59-64 درجه سانتی گراد) و نیز زیست سازگاری بسیار عالی آن، سبب شده تا تحقیقات گسترده ای در مورد کاربرد بالقوه ی آن در زمینه ی پزشکی به وجود آید. درجه ی پلیمری شدن یکی از عوامل موثر بر خواص فیزیکی و عملکردی زنجیره های پلیمری است که مورد توجه پژوهشگران و صنعتگران است. بنابراین در این مطالعه به بررسی خواص فیزیکی و ترمودینامیکی پلی کاپرولاکتون (PCL) به روش شبیه سازی دینامیک مولکولی در دما و فشار محیط پرداخته و برای تفسیر نتایج حاصل، از آزمون هایی همچون MSD و RDF استفاده شده است. به علاوه اثر درجه ی پلیمری شدن از 5- 80 بر خواص فیزیکی نظیر چگالی، عامل حلالیت، ضریب خود نفوذی، حجم آزاد و غیره بررسی شد. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی موجود نشان داد هم خوانی خوب و قابل قبولی با یکدیگر دارند. نتایج نشان می دهد که افزایش درجه ی پلیمری شدن موجب کاهش عامل حلالیت می شود و از درجه ی پلیمری شدن 20 به بعد تغییرات چندانی در عامل حلالیت PCL مشاهده نمی شود و مقدار FFV تغییر چندانی نمی کند و مقدار آن به 5/14 درصد نزدیک است. همچنین نتایج نشان می دهند که با افزایش درجه ی پلیمری شدن، تمایل زنجیره های پلیمری برای قرار گرفتن در کنار یکدیگر کاهش می یابد اما افزایش درجه ی پلیمری شدن به 80، افزایش تمایل زنجیره های پلیمری را به همراه خواهد داشت.

در این مقاله پلیمرهای مصنوعی زیست تخریب پذیر با تمرکز بر توانایی آن ها در برنامه های مهندسی بافت بررسی شده است. سنتز، خواص، زیست تخریب پذیری،سازوکار های تخریب و محصولات آزاد شده در حین تخریب برای مهم ترین و پرکاربردترین این پلیمرها مطالعه شده است. اکثر پلیمرهای زیست تخریب پذیر متعلق به خانواده پلی استرها هستند. پلیمرهای شناخته شده پلی گلیکولیک اسید و پلی لاکتیک اسید از این خانواده هستند. برخی از معایب این پلیمرها برای استفاده در مهندسی بافت، ضعف زیست سازگاری، انتشار محصولات تجزیه اسیدی، فرایندپذیری ضعیف و افت خواص مکانیکی در اوایل فرایند تخریب است. پلیمرهای تجزیه پذیر دیگر مانند پلی ارتو استر، پلی انیدرید، پلی فسفاژن، ونیز پلی یورتان مطالعه شده اند و به طور خلاصه مزایا و معایب آن-ها مورد بحث قرار گرفته است. با پیشرفت در مهندسی بافت، توسعه پلیمرها برای رفع نیازهای بیشتر، ضروری است. اخیرا توسعه و ساخت ترکیبات پلیمری قابل تزریق بر پایه پلی پروپیلن فومارات و پلی انیدریدها برای پاسخگویی به نیازهای مهندسی بافت مرتبط با ارتوپدی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. امروزه پلی-یورتان ها نیز به دلیل توانایی بالا در طراحی ساختار پلیمر برای رسیدن به خواص مکانیکی و زیست تخریب-پذیری برای کاربردهای خاص توسعه زیادی یافته اند.

این مقاله، مروری است بر آموزش نوین علوم پلیمر، بخشی از آموزش شیمی و مهندسی شیمی، در آلمان. با تغییر برنامه قبلی آموزشی با عنوان "دیپلم- Diplom" به سامانه آموزشی "کارشناسی" و "کارشناسی ارشد" آموزش در آلمان متحول شده است. هدف از این گزارش گذری اجمالی روی آموزش پلیمر در آلمان و دستیابی به فرصتی برای شرکت دانشجویان آلمانی و بین المللی است. با ورود به آموزش جهانی کارشناسی و کارشناسی ارشد دانشجویان فرصت مطالعه علوم پلیمر را در هر مقطعی از کارشناسی تا فوق دکترا دارند.