فهرست مطالب

پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر - سال دوم شماره 1 (پیاپی 3، بهار 1397)

نشریه پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر
سال دوم شماره 1 (پیاپی 3، بهار 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/03/11
  • تعداد عناوین: 6
|
  • بابک ولی پور گودرزی، احمدرضا بهرامیان* صفحات 3-18
    در بین مواد بشرساخت، ایروژل دارای کمترین ضریب هدایت حرارتی است. کمترین میزان هدایت حرارتی که ایروژل می تواند داشته باشد، معادل هدایت حرارتی گاز هوا، W/mK021/0 است. در برخی کاربردها، هدایت حرارتی بسیار کمتری مورد نیاز است. در این تحقیق از ایروژل نووالاک به عنوان جداکننده در طراحی و ساخت ابرعایق چندلایه با صفحات بازتابشی آلومینیوم استفاده شده است. عملکرد این عایق ها به شدت به چگالی، تخلخل و ابعادحفرات جداکنند های ایروژل و همچنین تعداد لایه در واحد ضخامت کل عایق چندلایه وابسته است. در این تحقیق به منظور کاهش هدایت حرارتی موثر عایق های چندلایه، دو متغیر چگالی جداکننده ایروژل جداکننده و نسبت تعداد لایه در ضخامت عایق(چگالی لایه)، برای شرایط مرزی دمایی C25 تا C200 مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا، با بررسی تاثیر تغییرات چگالی ایروژل نووالاک بر هدایت حرارتی، ایروژل نووالاک با چگالی g/cm3 076/0 به عنوان بهترین جداکننده در عایق چندلایه انتخاب شد، و در بخش بعدی، نسبت 25 لایه در هر سانتی متر از ضخامت عایق به عنوان بهترین چگالی لایه انتخاب شد. در نهایت با ساخت عایق چندلایه بر اساس این نتایج، عایق با ضریب هدایت حرارتی موثر حدود W/mK4-10×5 بدون اعمال خلا در لایه جداکننده حاصل شد.
    کلیدواژگان: ابرعایق های چندلایه، ایروژل پلیمری، جداکننده نانوساختار، لایه بازتابشی
  • محمدرضا پورحسینی*، مهدی رزاقی کاشانی، سیده مهدیه عمرانی صفحات 19-29
    یکی از مشکلات استفاده لاستیک ها در صنایع مختلف ایجاد تنش سطحی در سطح لاستیک است که منجر به ترک سطحی و شکست لاستیک شده و عمر آن را کاهش می دهد. این تنش ها به هنگام تماس قسمت لاستیکی با سطح فلزی و اصطکاک این دو سطح ایجاد می شوند. ناهمواری سطح، ترکیب آمیزه لاستیکی و عوامل محیطی، شرایط آزمون و... بر اصطکاک لاستیک - فلز اثر می گذارند. ناهمواری سطح نقش مهمی در سرش دو سطح در کنار یکدیگر ایفا و عمدتا رفتار اصطکاکی را کنترل می کند. از طرفی اثر ناهمواری بر ضریب اصطکاک با استفاده از یک روان کننده مناسب قابل کنترل است. در پژوهش حاضر با توجه به کاربرد سوخت جی پی -4 در صنایع هوایی، اثر روانکاری سوخت جی پی-4 بر میزان کاهش ضریب اصطکاک سرشی میان لاستیک نیتریل و سطح آلومینیوم با زبری های مختلف بررسی شد. نتایج تجربی نشان داد، ضریب اصطکاک وابستگی خوبی با متغیر متوسط ناهمواری سطح (Ra) دارد. با اعمال سوخت جی پی -4 به عنوان روان کننده، ضریب اصطکاک حدود 75 % درصد کاهش یافت. همچنین جی پی -4، روند تغییرات ضریب اصطکاک نسبت به ناهمواری سطح را از کاهشی در حالت خشک به روندی افزایشی در حالت روانکاری تغییر داد.
    کلیدواژگان: سوخت جی پی -4، ناهمواری سطح، مکانیسم اصطکاک، لاستیک نیتریل، آلومینیوم
  • اکرم مرادی تنها، اشرف سادات حاتمیان زارمی *، بهمن ابراهیمی حسین زاده، زهرا بیگم مختاری حسینی، سهیل کیانی راد صفحات 31-43
    گنودرما لوسیدوم یکی از شناخته شده ترین قارچ های دارویی جهان است. این قارچ حاوی مقادیر قابل توجهی از متابولیت های ثانویه و پلی ساکاریدهای خارج و داخل سلولی می باشد که هریک از آن ها مصرف دارویی و پزشکی بخصوصی دارند. کمپلکس کیتین گلوکان (CGC) از پلی ساکاریدهای مهم این قارچ محسوب می شود. از بین ده محیط کشت متفاوت که مورد آزمایش قرار گرفت، محیط کشت دارای مقدار 24 گرم در لیتر PDB و 1 گرم در لیتر پپتون با میزان وزن خشک سلولی برابر 6/11 گرم در لیتر، مقدار CGC تولیدی برابر 2/3 گرم در لیتر و 6/27 درصد CGC در وزن خشک سلولی، به عنوان محیط کشت مناسب انتخاب شد. برای مشخصه یابی CGC تولید شده آنالیز FTIR و بررسی خاصیت ضدباکتریایی انجام شد. پروفایل زمانی رشد و تولید CGC به مدت 20 روز به دست آمد و با استفاده از مدل رشد لجستیک و لودکینگ- پایرت، ضریب ویژه رشد قارچ گنودرما لوسیدوم (mµ) و نرخ بهره وری حجمی تولید محصول به ترتیب 1- day5274/ و0 g CGC L -1 day-1 85/2 محاسبه شد. نتایج نشان داد که انطباق خوبی بین دادهای تجربی رشد سلولی با مدل لجستیک (9679/0 R2 =) و داده های تجربی تولید CGC با مدل لودکینگ-پایرت (9901/0 R2 =) وجود دارد. مدل سینتیکی ارائه شده می تواند راهنمایی موثر برای کنترل فرآیند تخمیر در تولید صنعتی پلیمر ارزشمند CGC باشد.
    کلیدواژگان: گنودرما لوسیدوم، پلی ساکارید کیتین-گلوکان، کشت غوطه ور، مدل سینتیکی، قارچ دارویی
  • مریم عسگرزاده، شاداب شهسواری*، علی وزیری یزدی، الهام منیری صفحات 45-56
    هدف پژوهش
    امروزه با افزایش سرطان، بسیاری از دانشمندان برآنند که این بیماری را درمان کنند و به همین جهت داروهای متعددی در این زمینه تولید شده است که اثرات جانبی برروی بافت های غیر هدف دارند، یکی از راه های غلبه بر این مشکل استفاده از نانوذرات کیتوسان به عنوان حامل داروها می باشد زیرا کیتوسان به عنوان یک ترکیب غیرسمی دارای خاصیت زیست تخریب پذیر و زیست سازگار بوده و کاربرد های بسیاری در زمینه داروسازی و پزشکی دارد.
    روش
    در این تحقیق داروی 5-فلوئوراسیل به عنوان یک داروی ضد سرطان سینه، با استفاده از نانوذرات مغناطیسی کیتوسان که درون ماتریس گلیسرول مونولئات پوشش داده شده است برای دارورسانی هدفمند مورد بررسی قرار گرفت.
    نتایج
    سپس جهت مطالعه ویژگی های سطحی نانو جاذب اصلاح شده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، برای بررسی ساختار از طیف سنجی مادون قرمز و برای تعیین مقاومت حرارتی آنالیز وزن سنجی-حرارتی، جهت تجزیه تحلیل ساختار نمونه از طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، برای بررسی خواص مغناطیسی نانو ذره سنتز شده از دستگاه مغناطیس سنج و جهت تشخیص نوع فاز تشکیل شده در شبکه ماتریس گلیسرول مونولئات از میکروسکوپ نوری پلاریزه استفاده شد. همچنین مطالعه رهایش اسانس در محیط برون-تنی میزان 90% در طول 30 ساعت را نشان داد.
    نتیجه گیری
    نانوذرات مغناطیسی کیتوسان در ماتریس گلیسرول مونولئات تهیه شده در شرایط بهینه با ساختار کروی و پایداری حرارتی بالا، می تواند به عنوان حاملی مناسب برای مصارف دارویی و علی الخصوص داروی 5-فلوئوراسیل به کار رود.
    کلیدواژگان: آهسته رهش، کیتوسان، گلیسرول مونولئات، نانوذرات مغناطیسی، 5-فلوئوراسیل
  • مهدخت ارشدی، سهیلا یغمایی، سید محمد موسوی* صفحات 57-65
    زباله های الکترونیکی به عنوان یکی از مهم ترین پسماندهای جامد قرن 21ام شناخته شده اند و دو تا سه برابر سریع تر از سایر جریان های زباله های شهری در حال تولید شدن هستند. زباله های الکترونیکی به دلیل داشتن مقادیر قابل توجهی از فلزات قلیایی طبیعتی قلیایی دارند و در هنگام افزودن به محیط pH را به صورت قابل توجهی افزایش می دهند. بسیاری از پژوهشگران با پیش فرض قراردادن این موضوع که فعالیت این باکتری در محدوده pH بهینه آن (5/1 تا 5/2 ) منجر به استخراج بیشنیه فلزات هدف می شود در حین فرایند فروشویی زیستی با تصحیح روزانه pH و استفاده از مقادیر قابل توجه سولفوریک اسید در تمامی مراحل pH فرایند را حدود 2 تنظیم می کنند. در این پژوهش به منظور بررسی صحت این فرضیه دو نمونه کاملا مشابه تنها با تفاوت اینکه pH یکی از نمونه ها روزانه تنظیم می شد مورد بررسی قرار گرفت. در هر دو آزمایش سایر شرایط مشابه و برابر چگالی توده نمونه زباله الکترونیکی g/l 15، تلقیح 10% حجمی، در دمای ºC30 و دور همزن rpm130در نظر گرفته شد. در مدت 25 روز میزان بازیابی فلز مس، شمارش باکتری، pH و پتانسیل اکسایش و کاهش مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد بیشینه بازیابی مس در نمونه ی بدون تنظیم pH برابر 100% و در نمونه با تنظیم pH برابر 90% است. همچنین منحنی شمارش باکتری نشان دهنده فعالیت مناسب باکتری در هر دو حالت است. بنابراین به منظور افزایش بازیابی، کاهش مصرف اسید و در نتیجه صرفه اقتصادی فرایند، عدم تنظیم pH در طول فرایند پیشنهاد داده می شود.
    کلیدواژگان: زباله های الکترونیکی، فروشویی زیستی، تاثیر pH، اسیدیتیوباسیلوس فرواکسیدانس، بازیابی مس
  • سجاد شیخی، سید محمدرضا پرن* صفحات 67-77
    چسبندگی در فصل مشترک قطعات رابر به فلز از اهمیت به سزایی برخوردار است. کارایی بهینه این نوع چسبندگی به استحکام چسبندگی بین آمیزه رابری و سطح فلز و پیوستگی آمیزه بستگی دارد. افزودنی های رزینی و حضور ذرات سیلیکا نقش متفاوتی بر بهبود چسبندگی دارند. برای ارزیابی تاثیر  افزودنی ها از آزمون های کششی و پوست کنی 90 درجه استفاده شده است. بنابر نتایج حضور phr 15 از رزین فنول فرمالدهید موجب افزایش 17 درصدی چسبندگی رابر به فلز و موجب کاهش 43 درصدی در استحکام کششی آمیزه شده است. از طرفی مشاهده شد که حضور phr 5 رزین هگزا متوکسی متیل ملامین در کنار رزین فنول فرمالدهید توانسته چسبندگی رابر به فلز را به میزان 137 درصد بهبود دهد در حالی که افت خواص کششی  آمیزه به 12 درصد کاهش یافته است. این در حالیست که افزودن phr 5 اروزیل در کنار رزین های ذکر شده توانسته افزایش چسبندگی را به 175 درصد برساند و استحکام کششی خود را همانند حالت بدون ارزویل حفظ کند.
    کلیدواژگان: لاستیک، فلز، چسبندگی، فصل مشترک، اروزیل
|
  • Babak Valipour Goudarzi, AhmadReza Bahramiyan * Pages 3-18
    In human-made materials, aerogels have the least thermal conduction coefficient. The least thermal conduction, which aerogels can have, is equivalent to air conduction, about 0.021W/mK. In some applications, lowest conductions is to be needed. In this study, novolac aerogles are used as spacer, for designing and making multilayer super insulators with aluminum foil reflective layers. The performance of these insulators, are extremely depends on density, porosity and the size of pores in aerogel and number of layers in the overall thickness of insulator. In this study, for decreasing effective thermal conduction of multilayer insulations, tow parameters of density of aerogel and ratio of number of layers to thickness of insulator (layer density), are examined in 25 ˚C to 200 ˚C boundary conditions. First, by assessment of aerogel novolac density effect on thermal conduction, aerogel with density of 0.076 g/cm3 was chosen as the best spacer. In the next part, ratio of 25 layer per centimeter of thickness was chosen as the best layer density. Finally, by making multilayer super insulators, based on this results, an insulator with 5×10-4W/mK effective thermal conductivity was obtaind without evacuation of spacer.
    Keywords: Multilayer super insulator, Polymeric aerogels, Nano-structure spacer, Reflector layer
  • Mohammad Reza Pourhossaini*, Mehdi RazzaghiKashani, S. Mahdieh Emrani Pages 19-29
    One of the problems for use of rubber in various industries is the surface tension at the surface of rubbers, which results in the crack on the surface, fracture of the rubber and reduces its service life. These tensions are caused by contacting the rubber component with the metal surface and the friction between two surfaces. Roughness of the surface, the composition of the rubber compound, the environmental factors, test conditions and etc. affect the friction between rubbers – metal. Surface roughness plays an important role in sliding between two surfaces and mainly controls friction behavior. On the other hand, roughness effect on the coefficient of friction is controllable using a suitable lubricant. In the present study regarding to the application of JP4 as an aviation fuel, the effect of JP4 fuel as a lubricant was investigated in the reduction of the sliding friction coefficient between the NBR and aluminum surfaces with different roughness. Experimental studies showed, friction coefficient has a good correlation with the mean surface roughness (Ra). By applying JP4 lubricant, the coefficient of friction decreased by about 75%. JP4 fuel as lubricant has changed the trend of varying friction coefficient from decreasing to increasing regard to the surface roughness.
    Keywords: JP4, Surface Roughness, Friction mechanism, NBR, Aluminum
  • Akram MoradiTanha, AshrafSadat Hatamiyan zarami *, Bahman EbrahimiHosseinzadeh Pages 31-43
    Ganoderma lucidum is one of the best-known medicinal mushrooms in the world. It contains substantial amounts of intra- and extracellular secondary metabolites and polysaccharides each with its own specific medicinal and medical uses. The chitin-glucan complex (CGC) is considered one of the important polysaccharides of this fungus. Among the 10 various culture media that were studied, the one containing PDB at 24g/l, peptone at 1g/l, and with the dry weight of cells of 11.6 g/l, the produced CGC of 3.2g/l, and with 27.6 percent CGC in the dry weight of the cells was selected as the suitable culture medium. FTIR analysis was performed for characterization of the produced CGC and its antibacterial properties were studied. The obtained time profile for CGC growth and production was 20 days and, using the logistic growth model and the Lodding-Pipet equation, the calculated specific growth rate of Ganoderma lucidum (μm) and the volumetric productivity for the product were 2.85 g CGC L-1day-and 0.5274 day-1, respectively. The calculations indicated there were high degrees of conformance between the model and the laboratory data related to kinetic characteristics of cell growth (R2= 0.9679) and to CGC production (R2=0.9901). Therefore, the introduced kinetic model can serve as an effective guide to control the fermentation process in industrial production of the valuable CGC polymer.
    Keywords: Ganoderma lucidum, Chitin-glucan polysaccharide, submerged culture, Kinetic model, Medicinal mushroom
  • Maryam Asgarzadeh, Shadab Shahsavari*, Ali Vaziri Yazdi, Elham Moniri Pages 45-56
    Aim
    Most scientists are trying to treat cancer, and in this regard were produced numerous anticancer drugs, that adverse effects on non-target tissue. To overcome this, drugs freight to magnetic nanoparticles Chitosan and its carboxymethyl secondary coumpands are biopolymers that are non-toxic, biodegradable therefore found applications in biomedical field. We explain here that glycerol monooleate covered magnetic nanoparticles (GMO-MNPs) capable of transporting hydrophobic anticancer drugs.
    Method
    In the present study, we have expanded 5-fluorouracil (5-FU) that loaded on chitosan MNPs for targeted cancer therapy.
    Results
    The modified nano-adsorbent was then characterized by Fourier Infrared (FTIR) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), elemental analysis of CHN (9) and thermal weighing analysis (TGA). Lab conditions such as pH, contact time were optimized. To analyze the structure of the sample, X-ray diffraction spectroscopy was used to investigate the magnetic properties of the nanosized particles synthesized by the magnetometer and to detect the phase type formed on the monolayer glycerol matrix network using a polarizing light microscope. Also, the study showed essential oil release in the external environment of 90% for 30 hours.
    Conclusion
    The optimized magnetic nanoparticles according to SEM image, exhibited segregated nanoparticles with sub-spherical smooth morphology and also the high thermal stability of 5-Fluorouracil nanoparticles which indicated a well-established structure of nanoparticles.
    Keywords: Chitosan, Gelycerol Moonoleate, Magnetic nanoparticles, Targeted delivery, 5-Fluorouracil
  • Mahdokht Arshadi, Soheila Yaghmaei, Seyyed Mohammad Mousavi* Pages 57-65
    Electronic wastes are known as the most important solid wastes in 21th century. They are producing two or three time faster than other solid waste streams. Many researchers studied bioleaching of e-wastes using Acidithiobacillus ferrooxidans. The presence of alkaline metals cause e-wastes show an alkalinity nature. By adding e-wastes to the environment the pH of solution increases sensibly. Many researchers supposed the optimal pH range of A. ferrooxidans which is 1.5-2.5 as the optimal pH range to reach maximum recovery. So in the bioleaching process by daily pH adjusting in the range and using sensible amount of sulfuric acid, control the pH of solution about 2. In this research two same experiments, just the pH of one of them was adjusted daily, were done. In both experiments the environmental situation including pulp density of 15 g/l, inoculum 10% (v/v), the temperature of 30ºC, and shaking rate of 130 rpm was the same. For 25 days Cu recovery, bacterial count, pH, and Eh were examined. The results showed the maximum Cu recovery at the sample without pH adjusting was about 100% but at the sample with pH adjusting recovery was reduced to 90%. The bacterial count diagram showed the bacterium is well active in both experiments. To maximize recovery, reducing acid consumption, and increasing process economy there is no need to adjust the pH of solution.
    Keywords: Electronic waste, Bioleaching, pH adjustment, Acidithiobacillus ferrooxidans, Cu recovery
  • Sajad Sheikhi, Seyed Mohammadreza Paran* Pages 67-77
    Rubber to metal adhesion in rubber to metal parts is of great importance. The optimum performance of this type of adhesion depends on the adhesion strength between rubber compound and metal surface and the consolidation of the compound. Resin additives and the presence of silica particles play a different role in adhesion improvement. Peel90 tensile strength and adhesion tests have been used to evaluate the effect of additives. According to the results, the presence of 15 phr of phenol formaldehyde resin has been coused to increase rubber to metal adhesion up to 17% but a reduction of 43% in the tensile strength of compound. On the other hand, it was observed that the presence of 15 phr HMMM resin along with phenol formaldehyde resin not only could improve rubber to metal adhesion up to 137%, but also decreased the loss of tensile strength of the rubber mixture to 12%. This is while the addition of 5 phr aerosol along with these resins could increase the adhesion to 175%. In this state, tensile properties have only drop out 3%.
    Keywords: Rubber, Metal, Adhesion, Resin, Aerosil