فهرست مطالب

علوم و تکنولوژی پلیمر - سال سی و سوم شماره 1 (پیاپی 165، فروردین و اردیبهشت 1399)
  • سال سی و سوم شماره 1 (پیاپی 165، فروردین و اردیبهشت 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/04/07
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سورنا آزیدهاک، علی اکیر یوسفی*، احمدرضا تقی زاده، علی اکبر زارعی صفحات 3-24

    پیزوالکتریسیته قابلیتی است که طی آن مواد ویژه ای می توانند انرژی مکانیکی را به الکتریکی و برعکس تبدیل کنند. افرون بر سرامیک ها (مانند PZT) و پلیمرهای قطبی (PVDF و کوپلیمرهای آن)، در دو دهه اخیر پلیمرهای سلولی غیرقطبی نیز به دلیل داشتن قیمت مناسب، سبکی، انعطاف پذیری و ضریب پیزوالکتریک (d33)، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. این پلیمرها برای کاربردهای مختلف همچون در جاذب های انرژی، حسگرها و در زمیته علوم پزشکی به کار گرفته می شوند. پلی پروپیلن (PP)، پلی اتیلن ترفتالات (PET)، پلی اتیلن نفتالات (PEN)، پلی اتیلن (PE) و پلی الفین های حلقوی (COP) و مواد گرمانرم، ضریب پیزوالکتریک زیادی نشان می دهند. با قرارگیری این فیلم های سلولی در میدان الکتریکی قوی (تخلیه هاله یا میان دو الکترود) و در مجاورت گاز یون کننده، گاز به وسیله میدان الکتریکی یون می شود، درون سلول ها باقی می ماند و گشتاور دوقطبی نشان می دهد. به دلیل رفتار شبه پیزوالکتریک این مواد، آن ها را پیزوالکترت و به خواصی که نشان می دهند، فروالکتریسیته می گویند. عامل های مهمی همچون ساختار سلول ها (شکل شناسی، اندازه و چگالی)، نوع گاز یون کننده و مدول یانگ بر ضریب پیزوالکتریک اثر مستقیم می گذارند. افزون بر این، عمل اوری های پس فراورشی همچون فرایندهای شیمیایی و کشش نیز خواص پیزوالکتریک را بهبود می دهند. پلی پروپیلن یکی از پلیمرهای سلولی پرکاربرد در زمینه پیزوالکتریک هاست که به دلیل داشتن ویژگی هایی مانند قیمت مناسب، مقاومت خستگی و حبس شارژ خوب در سلول ها زمینه مطالعه را برای سایر پلیمرها فراهم کرده است. در این مقاله، پیشرفت های اخیر در زمینه بهبود ضریب پیزوالکتریک و فرایند کار بحث شده است. اثر عامل های مختلف همچون استحکام شکست الکتریکی گازهای مختلف، مدول یانگ، دمای کارکرد پلیمر و افزودنی ها بر پیزوالکتریسیته در پلیمرهای سلولی بررسی و مرور شده است.

    کلیدواژگان: پیزوالکتریسیته، پلیمرهای سلولی، فروالکترت، پلی پروپیلن، ضریب پیزوالکتریک
  • سپیده گماری، اسماعیل قاسمی*، سمیرا کریمی، الهه نامدارپور بنگر، مهدی اکبرشاهی صفحات 25-39
    فرضیه

    مخزن های سوخت پلیمری وزن بسیار کمتری در مقایسه با نوع فلزی دارند. اما، در این مخزن های سوخت، به کاهش چشمگیر تبخیر بنزین نیاز است. استفاده از نانوذرات و تهیه نانوکامپوزیت پلیمری می تواند راه حل موثری برای دستیابی به ماده ای با خواص مکانیکی، فرایندی و تراوایی تنظیم پذیر باشد. نانوخاک رس صفحه ای قابلیت زیادی در افزایش خواص سدگری پلیمرها ایجاد می کند و نوع سازگارکننده نقش مهمی در نحوه پراکنش نانوخاک رس دارد.

     روش ها

    نمونه های نانوکامپوزیتی با روش آمیخته سازی مذاب در اکسترودر دوپیچی تهیه شدند. برای یافتن فرمول بندی بهینه، اثر عوامل مختلفی همچون مقدار نانوخاک رس و سازگارکننده، نوع سازگارکننده و سرعت اکستروژن با روش سطح پاسخ بررسی شد. بهینه سازی براساس دستیابی به حداقل مقدار گازتراوایی، استحکام ضربه ای مناسب و شاخص جریان مذاب مناسب انجام شد.

    یافته ها

    به طور کلی، با افزایش مقدار نانوخاک رس، خواص سدگری بهبود یافت. در حالی که برای سازگارکننده، مقدار بهینه ایی وجود داشت. بهینه سازی نتایج مشخص کرد، نمونه دارای  %6wt نانوخاک رس (کلویزیت 20A) و %10wt سازگارکننده پلی اتیلن پیوندخورده با مالییک انیدرید، خواص بهینه دارد. در واقع، در این نمونه تعادل بهینه ای میان خواص مختلف وجود داشته و ساختار کاملا ورقه ای از صفحه های نانوخاک رس حاصل شده است. از سوی دیگر، موم پلی اتیلن اکسیدشده با گرانروی زیاد، کمترین مقدار تراوایی را نشان داد. اما، مقدار استحکام ضربه ای و شاخص جریان مذاب آن غیرقابل قبول بود. نمونه های نانوکامپوزیت دارای موم پلی اتیلن اکسیدشده با گرانروی کم، کمترین مقدار کاهش در گازتراوایی را نشان دادند.

    کلیدواژگان: مخزن سوخت پلیمری، نانوکامپوزیت، نانوخاک رس، گازتراوایی، روش سطح پاسخ
  • محمد برمر*، شروین احمدی، سجاد نظیفی صفحات 41-49
    فرضیه 

    الاستومرهای گرمانرم پلی یورتان به طور کلی با یکی از روش های تک مرحله ای، پیش پلیمری و نیمه پیش پلیمری تهیه می شوند. در تهیه پلی یورتان با این روش ها، گرانروی با پیشرفت واکنش افزایش می یابد و کنترل واکنش به سختی انجام می شود. بنابراین روش اکستروژن واکنشی به دلیل انجام واکنش در دمای زیاد، اختلاط بهتر اجزا، کنترل راحت تر واکنش و نیز افزایش سرعت واکنش به دلیل حذف مرحله طولانی پخت، در سال های اخیر توجه های زیادی را به خود اختصاص داده است. هدف از این پژوهش، مطالعه عامل های فرایند تهیه الاستومر پلی یورتان با استفاده از اکستروژن واکنشی است.

    روش ها

    بدین منظور، پیش پلیمر با پلی ال پلی استری (بر اساس آدیپیک اسید) و دی فنیل متان دی ایزوسیانات در راکتور شیشه ای تهیه شد. سپس، در سه دما و زمان اقامت مختلف با افزایش زنجیرافزای بوتان دی ال در میکرواکسترودر واکنش تا تشکیل پلیمر ادامه یافت. سپس، برای تعیین دما و زمان اقامت بهینه از 9 نمونه به دست آمده آزمون های FTIR و گرانروی ذاتی گرفته شد. 

    یافته ها

    نتایج نشان داد، 165 دمای درجه سلسیوس  و زمان اقامت 10min، شرایط بهینه برای تهیه الاستومر از راه اکستروژن واکنشی است. سپس با طراحی سه فرمول بندی، سه نمونه الاستومر گرمانرم با افزودن زنجیرافزای بوتان دی ال به پیش پلیمر در میکرواکسترودر تهیه و خواص فیزیکی مکانیکی آن ها مطالعه شد. نتایج نشان داد، با استفاده از این روش و شرایط فرایند به دست آمده، تهیه الاستومرهای گرمانرم پلی یورتان با خواص مطلوب در زمان های کوتاه تر امکان پذیر است.

    کلیدواژگان: الاستومر گرمانرم پلی یورتان، آمیخته سازی واکنشی مذاب، پیش پلیمر، زمان اقامت، دمای فرایند
  • شایسته خاک وند، کیومرث جلیلی*، فاطمه حسن پور، فرهنگ عباسی صفحات 51-62
    فرضیه

    پیشرفت های اخیر در میکرو و نانوفناوری امکان ایجاد سطوح میکرو یا نانوساختار کاربردی با ویژگی میکرو و نانوتوپوگرافی سطحی را فراهم می کند که می توانند خواص چسبندگی کمی را نشان دهند. دسته بسیار مهمی از این ساختارها، سطوح ابرآب گریز بوده که به شدت دافع آب هستند. در کار حاضر، اثرهای میکروتوپوگرافی سطحی بر رفتار ترشوندگی فیلم لاستیک پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) با هدف ایجاد سطح ابرآب گریز بررسی شده است.

    روش ها

    آرایه هایی از الگوی میکروستون ها با الهام از ساختارهای زیستی موجود در طبیعت با استفاده از روش میکرولیتوگرافی نرم و با نسبت های مختلف از گام به پهنا روی سطح PDMS ایجاد شد. به همین دلیل قالب هایی با استفاده از روش های میکروساخت و لیتوگرافی نوری ساخته شد. الگوی قالب ها بر اساس طرح ستون های وارونه بوده و با استفاده از حکاکی ناهمسانگرد سطح ویفر سیلیکون (روش حکاکی یون واکنشی عمیق، DRIE) به دو صورت قالب سیلیکونی با نسبت منظر بزرگ و قالب نورمقاوم با نسبت منظر کوچک، تهیه شد.

    یافته ها

    میکروستون های ساخته شده روی قالب سیلیکون دارای موج های نانومقیاسی بودند که ناشی از مراحل چندگانه حکاکی و اثرناپذیرسازی دیواره های جانبی در فرایند DRIE است. مهرهای لاستیکی نسخه های عینی از قالب بوده (نسخه های منفی) و از رزین PDMS قالب گیری شدند. مهرهای سیلیکونی آرایه های منظمی از برخی ویژگی های برجسته بودند که امکان انتقال الگو روی زیرلایه هدف را طی فرایند چاپ میکروتماسی فراهم می آورد. شکل دهی نسبت های متعدد گام میان ستون ها به پهنای آن ها برای بهینه سازی ارتباط بین توپوگرافی سطحی و رفتار ترشوندگی فیلم PDMS با استفاده از اندازه گیری های زاویه تماس ایستا آب انجام شد. در پژوهش حاضر، این ساختارها به خواص آب گریزی لاستیک سیلیکون ارتباط داده شد و برای الگوهای مختلف سطحی، انتقال از حالت مدل مرکب (Cassie-Baxter) به مدل تر (Wenzel) شناسایی شد. مشاهده شد، زاویه تماس وابسته به نوع شکل دهی میکروستون ها در انتقال از مدل Cassie-Baxter به مدل Wenzel در اندازه گام 60mm~ قرار می گیرد.

    کلیدواژگان: لاستیک PDMS، ابرآب گریزی، میکروتوپوگرافی سطحی، لیتوگرافی نرم، حکاکی یون واکنشی عمیق
  • طیبه خانلری، یدالله بیات*، محمد بیات صفحات 63-73
    فرضیه

    پلی گلیسیدیل نیترات (PGN) به دلیل داشتن خواصی همچون انرژی تشکیل مناسب، چگالی، توازن اکسیژن و آنتالپی انفجار زیاد و سازگاری مناسب با سایر اجزا، در تهیه الاستومر های پیشرانه به کار گرفته می شود. این پلیمر افزون بر خواص مطلوب عیب هایی از جمله دمای انتقال شیشه ای زیاد، خواص مکانیکی ضعیف و مقدار جامد کل کم دارد. همچنین، الاستومر آن می تواند متحمل واپخت شود. برای رفع این عیب ها، کوپلیمرهایی از آن با پلیمرهایی با خواص گرمایی و مکانیکی مطلوب تهیه می شود.

    روش ها

    در این پژوهش، برای اولین بار کوپلیمر سه قطعه ای پرانرژی پلی پروپیلن گلیکول-پلی گلیسیدیل نیترات-پلی پروپیلن گلیکول، PPG-PGN-PPG، با روش پلیمرشدن حلقه گشای کاتیونی پروپیلن اکسید، در مجاورت پلی گلیسیدیل نیترات به عنوان درشت آغازگر و بور تری فلویورید اترات (BF3.OEt2) به عنوان کاتالیزگر تهیه شد. اثر دما و مقدار کاتالیزگر بر وزن مولکولی و بازده واکنش بررسی شد. محصول به دست آمده با روش های سوانگاری ژل تراوا (GPC)، رزونانس مغناطیسی هسته هیدروژن (1H NMR) و کربن (13C NMR) و طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR) شناسایی شد. همچنین خواص گرمایی کوپلیمر با آزمون های گرماوزن سنجی (TGA) و گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) مطالعه شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد، با افزایش دما از 0 به 15 درجه سلسیوس، درصد تبدیل و بازده افزایش یافت. از سوی دیگر، با توجه به دمای جوش کم پروپیلن اکسید (34 درجه سلسیوس،) و گرمازابودن واکنش، افزایش دمای واکنش به بیش از 15 درجه سلسیوس امکان پذیر نیست. همچنین با افزایش مقدار کاتالیزگر از %0.2 به %1 وزنی نسبت به آغازگر، وزن مولکولی پلیمر افزایش یافت و بیشترین بازده در %1 وزنی کاتالیزگر به دست آمد. اما، با افزایش مقدار کاتالیزگر از %1 به %1.5 وزنی، بازده و وزن مولکولی به دلیل پیشرفت واکنش های جانبی کاهش یافت. مطالعات  TGA و DSC افزایش پایداری گرمایی و کاهش دمای انتقال شیشه ای کوپلیمر تهیه شده را در مقایسه با PGN نشان داد.

    کلیدواژگان: پلی گلیسیدیل نیترات، پیشرانه، کوپلیمر سه قطعه ای، پروپیلن اکسید، خواص گرمایی
  • سرور قنواتی، حسین ایزدی وصفی* صفحات 75-87
    فرضیه

    گرافن اکسید به عنوان یکی از نانوذرات مهم با داشتن مشخصات بی نظیر و قابلیت بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی انواع زیست پلیمرها در دهه اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین، در پژوهش حاضر از گرافن اکسید برای اصلاح فیلم های پلیمری بر پایه کیتوسان-ژلاتین-پلی وینیل الکل استفاده شده است.

    روش ها

    فیلم های پلیمری با ترکیب درصدهای مختلف با روش ریخته گری تهیه شدند. گرافن اکسید به مقدارهای 0، 0.2، 0.4 و %0.8 وزنی به محلول ها اضافه شد. فیلم های تهیه شده با آزمون های کشش، سنجش تورم، سرعت عبورپذیری بخار آب، ضدباکتری و میکروسکوپی الکترونی پویشی بررسی شدند.

    یافته ها

    نتایج آزمون کشش نشان داد، گرافن اکسید موجب بهبود مدول و استحکام کششی شد. اما، ازدیاد طول تا پارگی نمونه ها کاهش یافت. همچنین، افزایش مقدار پلی وینیل الکل موجب کاهش خواص مکانیکی فیلم ها شد. نتایج آزمون تورم در سه محیط مختلف (خنثی، اسیدی و بازی) نشان داد، پلی وینیل الکل موجب کاهش تورم شد و با افزایش بیشتر گرافن اکسید نیز تورم فیلم ها به طور شایان توجهی کاهش یافت. نتایج آزمون سرعت عبورپذیری بخار آب نشان داد، با تغییر ترکیب درصد فیلم کامپوزیت تغییر شایان توجهی در سرعت عبورپذیری بخار آب فیلم ها دیده نشد. اما، استفاده از گرافن اکسید موجب کاهش سرعت عبورپذیری بخار آب در نمونه ها شد. نتایج آزمون ضدباکتری نشان داد، افزودن پلی وینیل الکل به تغییر محسوسی در قطر هاله عدم رشد منجر نشد، در حالی که با افزودن گرافن اکسید  قطر هاله عدم رشد ابتدا افزایش یافت که حاکی از خاصیت موثر ضدباکتری نانوذرات گرافن اکسید است. نتایج میکروسکوپی الکترونی پویشی توزیع یکنواخت نانوذرات گرافن اکسید در فیلم های پلیمری را در درصدهای کم به دلیل سازگاری گرافن اکسید با ماتریس پلیمری نشان داد.

    کلیدواژگان: کیتوسان، ژلاتین، پلی وینیل الکل، گرافن اکسید، خواص مکانیکی
|
  • Sorena Azidhak, AliAkber Yousefi *, AhmadReza Taghizadeh, AliAkbar Zarei Pages 3-24

    Piezoelectricity can be described as a capability of some particular materials which convert mechanical energy to electrical and vice versa. In addition to ceramics (such as PZT) and polar polymers (PVDF and its copolymers), non-polar cellular polymers have received much attention in the last two decades due to their reasonable price, light weight, flexibility, and piezoelectric coefficient (d33). These polymers are used for a variety of applications, such as energy absorbers, sensors, and the medical sciences. PP, PET, PEN, PE and COP are thermoplastic materials which show high piezoelectric coefficient. By placing these cellular films in a strong electric field (corona discharge or between two electrodes) and in the vicinity of ionizing gas, the gas is ionized by electric field and remains inside the cells, indicating a bipolar moment. Due to the quasi-piezoelectric behavior of these materials, they are called ‘piezoelectrets’ and their properties are called ‘ferroelectricity’. Important factors such as cell structure (morphology, size and density), ionizing gas type, and Young's modulus have direct effect on the piezoelectric coefficient. Furthermore, some post-processing treatments such as chemical and stretching processes improve the piezoelectric properties. Polypropylene is one of the most widely used cellular polymers in the field of piezoelectrics due to features such as reasonable price, good fatigue resistance, and good charge trapping in cells, which has provided a study platform for other polymers. In this review article, we discuss on recent developments in improving piezoelectric coefficient and the work process. The effects of different parameters like electrical breakdown strength of various gases, additives, servicing temperature of polymers and Young's modulus on piezoelectricity in cellular polymers are investigated.

    Keywords: piezoelectricity, cellular polymers, ferroelectret, Polypropylene, piezoelectric coefficient
  • Sepideh Gomari, Ismaeil Ghasemi *, Samira Karimi, Elahe Namdarpour Bengar, Mehdi Akbarshahi Pages 25-39
    Hypothesis

    Polymeric fuel tanks have considerably lighter weight in comparison to metal tanks. However, a drastic reduction in evaporation of gasoline vapor from these fuel tanks is needed. The use of nanoparticles to produce polymeric nanocomposites can be an effective way to reduce the extent of permeability and enhance mechanical and processing properties. The planar nanoclay platelets have a substantial potential in enhancement of barrier properties of polymers. It should be noted that the type of compatibilizer plays a remarkable role in the dispersion state of nanoclay.

    Methods

    Nanocomposite samples were prepared using melt blending method in a twin screw extruder. In order to find the optimized formulation, the effects of nanoclay content, compatibilizer type, compatibilizer content and screw speed were assessed using response surface methodology (RSM). The optimization was performed based on the lowest gas permeability, favorable impact strength and melt flow index.

    Findings

    In general, the increment of nanoclay content led to improvement of the barrier properties, while compatibilizer content had an optimal level. The results of optimization revealed that the sample containing 10 wt% of maleic anhydride grafted polyethylene as compatibilizer and 6 wt% of organoclay (Cloisite 20A) possesses the optimum properties. Indeed, this sample showed an optimum balance between different properties and an exfoliated morphology for nanoclay platelets was obtained. On the other hand, although the oxidized polyethylene wax with high viscosity showed the lowest gas permeability, the impact strength and melt flow index were totally undesirable. Nanocomposite samples containing low viscosity oxidized polyethylene wax exhibited the highest gas permeability.

    Keywords: polymeric fuel tank, Nanocomposite, Nanoclay, gas permeability, Response surface methodology
  • Mohammad Barmar *, Shervin Ahmadi, Sajjad Nazifi Pages 41-49
    Hypothesis

     Thermoplastic polyurethane elastomers are generally synthesized by one of the methods of one-shot, pre-polymer and semi pre-polymer. In the preparation of polyurethanes by these methods the viscosity is increased as the reaction progresses, while the reaction is difficult to control. Therefore, the reaction extrusion method has received much attention in recent years due to high temperature reaction, better mixing of components and more convenient reaction control as well as increased reaction rate due to the elimination of post curing time. The purpose of this study was to study the process parameters of polyurethane elastomer synthesis using reactive extrusion.

    Methods

    Here a prepolymer was synthesized with a polyester polyol (based on adipic acid) and diphenyl methane diisocyanate in a glass reactor. Then butanediol chain extender was added to the prepared prepolymer in a micro extruder at three different temperatures and residence times to obtain the final polymer. FTIR and intrinsic viscosity tests were then taken from 9 prepared samples to determine the optimum temperature and residence time.

    Finding

    The results showed that the temperature of 165°C and the residence time of 10 min were the optimum conditions for the elastomer synthesis through reactive extrusion. Then, by designing three formulations, three thermoplastic elastomer specimens were prepared by adding butanediol chain extender to the prepolymers, in a micro-extruder, and their physical mechanical properties were studied. The results showed that using this method and the obtained process conditions, it is possible to provide polyurethane thermoplastic elastomers with desirable properties in shorter time.

    Keywords: thermoplastic polyurethane elastomer, reactive melt blending, prepolymer, residence time, process temperature
  • Shayesteh Khakvand, Kiyumars Jalili *, Fatemeh Hassanpour, Farhang Abbasi Pages 51-62
    Hypothesis

     Recent advances in micro- and nanotechnology have led to possible design of functional micro/nanostructured surfaces with micro/nanotopography features that can exhibit low adhesion properties. An important example of such structures is superhydrophobic surface, which is extremely water repellent. In the present work, the effects of surface microtopography on the wetting of poly(dimethylsiloxane) (PDMS) rubber film with the goal of producing superhydrophobic surface are investigated.

    Methods

    Micropillar arrays inspired by biological structures found in nature are produced on PDMS surface using a soft microlithography technique with different pitch/width ratios. To this end, the masters are fabricated using conventional microfabrication techniques and photolithography. Master designs tested are inverted pillar shape fabricated by anisotropic etching of silicon (reactive-ion etching, DRIE), a high aspect ratio master and a low aspect ratio photoresist master.

    Findings

    Our fabricated pillars have nano-scale ripples that arise from the series of alternating, independent silicon etching and sidewall passivation steps used in the DRIE process. The elastomeric stamps are negative replicas of the masters and they are fabricated by PDMS. The stamps have a regular array of protruding features, in order to make a pattern transfer to the target substrate during m-contact printing. Several pitch/width ratios are configured to optimize the relationship between surface topography and wetting behavior of PDMS film using static water contact angle measurements. We have correlated these structures with PDMS rubber hydrophobicity and have also characterized the transition from the composite (Cassie-Baxter) to wetted (Wenzel) states for different types of surface structures. The surface topography-dependent contact angle of water underwent a transition from Cassie-Baxter to Wenzel states at pitch size ~60 mm.

    Keywords: PDMS rubber, superhydrophobicity, surface microtopography, soft lithography, reactive-ion etching
  • Tayebe Khanlari, Yadollah Bayat *, Mohammad Bayat Pages 63-73
    Hypothesis

     Polyglycidyl nitrate (PGN) is used in the manufacture of propellant elastomers due to its properties such as highly energetic composition, high density, high oxygen balance, high explosion enthalpy and suitable compatibility with other components. In addition to its desirable properties, this polymer has disadvantages such as high glass transition temperature, poor mechanical properties, and low content of total solid. Also, its elastomer can undergo decuring process. To remedy these disadvantages, its copolymers are prepared using polymers with optimal thermal and mechanical properties.

    Methods

    In this research an energetic polypropylene glycol/polyglycidyl nitrate/polypropylene glycol (PPG/PGN/PPG) triblock copolymer was synthesized for the first time by cationic ring-opening polymerization of propylene oxide and PGN as macroinitiator, in the presence of boron trifluoride etherate (BF3.OEt2) as the catalyst. The effect of temperature and catalyst content on molecular weight and reaction yield was investigated. The obtained product was characterized by FTIR, GPC, and 1H and 13C NMR spectroscopy. Also, the thermal properties of the copolymer were characterized by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA).

    Finding

    The results showed that by increasing the temperature from 0 to 15°C, the conversion and yield increased. On the other hand, due to the low boiling point of propylene oxide (34°C) and the exothermic reaction, it is impossible to increase the reaction temperature above 15°C. By increasing the catalyst content from 0.2% to 1% by weight of the initiator, the polymer molecular weight increased and the highest yield was achieved in presence of 1% by weight of the catalyst, but by increasing the catalyst content from 1 to 1.5 weight percent, yield and molecular weight have decreased due to the development of adverse reactions. Studies by TGA and DSC showed an increase in thermal stability and a decrease in glass transition temperature of the copolymer compared to PGN.

    Keywords: poly glycidyl nitrate, propellant, triblock copolymer, propylene oxide, thermal properties
  • Sorror Ghanavati, Hossein Izadi Vasafi * Pages 75-87
    Hypothesis

     Graphene oxide (GO) as an important nanoparticle having unique characteristics and the ability to improve physical and mechanical properties of different biopolymers has been taken into consideration during the last decade.  Thus, in this study, graphene oxide was used for the modification of polymeric films based on chitosan (CS)/gelatin (GL)/polyvinyl alcohol (PVA).

    Methods

    Two series of films with different composition ratios were prepared by solution casting method. Graphene oxide at different concentrations (0, 0.2, 0.4 and 0.8 wt%) was added to the solutions to investigate the effect of PVA and GO amounts on the physical and mechanical properties of the films. The synthesized films were investigated by tensile, swelling, water vapor transmission rate (WVTR), antibacterial and scanning electron microscopy (SEM) tests.

    Findings

    The tensile results showed that the graphene oxide improved the mechanical properties such as tensile modulus and strength, while decreased the elongation-at-break of the prepared samples. The increase in the PVA content of the films led to lower mechanical properties in films. The results of swelling tests at three different (neutral, acidic, and basic) media showed that the PVA led to the decrement of swelling, and higher amounts of GO resulted in a considerable decrease in degree of swelling of the films. The WVTR results showed that the changing in film composition did not considerably change the WVTR of the films, while the GO resulted in a decrease in WVTR of the samples. The antibacterial results showed that adding PVA did not affect the inhibition zone diameter, meanwhile the addition of graphene oxide led to an increase of the inhibition zone diameter. The SEM results showed a uniform distribution of GO nanoparticles within the polymeric films which was due to the compatibility of GO with polymeric matrix.

    Keywords: Chitosan, gelatin, polyvinyl alcohol, graphene oxide, mechanical properties