فهرست مطالب

دو ماهنامه علوم و تکنولوژی پلیمر
سال سی و سوم شماره 3 (پیاپی 167، امرداد و شهریور 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/07/07
  • تعداد عناوین: 6
|
  • هاجر جمشیدی، علیرضا مهدویان* صفحات 180-213

    با جدی شدن بحران انرژی در سال های اخیر، مواد تغییر فاز (PCMs) بهترین گزینه برای ذخیره انرژی گرمایی هستند و توجه ویژه ای را در این زمینه جلب کرده اند. PCMها، انرژی را طی فرایند گرمادهی همراه با انتقال های فاز جذب می کنند. این انرژی می تواند طی فرایند سرمایش به محیط اطراف منتقل شود. به عبارت دیگر، این ترکیبات قابلیت ذخیره و آزادسازی مقادیر زیادی گرما را از راه انتقال های فاز با تغییر جزیی دما دارند. PCMها به چهار گروه مواد آلی، غیرآلی، اوتکتیک و پلیمری دسته بندی می شوند. اما، عمده ترین محدودیت PCMها، مشکل اختلاط آن ها با سایر مواد است. کپسول دارشدن بهترین راه حل برای استفاده موثر از PCMها به منظور افزایش سرعت انتقال گرما، جلوگیری از نشت، کاهش برهم کنش با محیط بیرون و تغییرات حجم محدود آن ها طی تغییر فاز است. کپسول دارشدن، فرایند پوشش دهی PCMها با ماده ای مناسب برای محافظت جامدات، مایعات یا گازها درون پوسته جامد است. مواد کپسول دارشده بر اساس اندازه کپسول به انواع ماکروکپسول ها، میکروکپسول ها و نانوکپسول ها دسته بندی می شوند. از این میان، میکروکپسول دارشدن روشی موفق برای توسعه کاربرد PCMها در صنایع ساختمان، داروسازی، کشاورزی و نساجی است. انواع مختلف میکروکپسول ها می توانند با گستره ای از مواد پوسته با روش های مختلف فیزیکی، فیزیکی-شیمیایی و شیمیایی تهیه شوند. بسته به ماهیت شیمیایی، سه نوع مواد پوسته شامل پوسته های آلی، غیرآلی و هیبریدهای آلی-غیرآلی برای میکروکپسول دارشدن به کارگرفته می شوند. مواد پلیمری متداول برای استفاده در پوسته شامل پلی پروپیلن، پلی اتیلن، پلی اوره، پلی استیرن، پلی آمید، رزین های اوره-فرمالدهید، ملامین-فرمالدهید و آکریلی هستند. با توجه به اهمیت روش های کپسول دارشدن و کاربردهای متنوع CMهای کپسول دار شده در صنایع مختلف، در این مقاله مهم ترین روش های کپسول دارشدن PCMهادر تهیه PCMهای پایدار با درنظرگرفتن نقش پلیمرها مرور شده است.

    کلیدواژگان: مواد تغییر فاز، میکروکپسول دارشدن، پلیمرشدن، انتقال فاز، ذخیره انرژی گرمایی
  • محمدجواد جهانگرد، مسعود راهبری سی سخت* صفحات 214-228
    فرضیه

    درشت مولکول های آب گریز اصلاح کننده سطح دارای زنجیر اصلی پلی یورتان با دو انتهای پلیمر آب گریز بر پایه فلویور هستند. این درشت مولکول ها در فرایند ساخت غشا تمایل به مهاجرت به سطح غشا را دارند و با تشکیل لایه نازکی بر سطح غشا، موجب تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی آن می شوند. بنابراین، آب گریزی سطح غشا را افزایش می دهند که عامل مهمی در سامانه تماس دهنده غشایی گاز-مایع است

    روش ها

    غشاهای الیاف توخالی پلی (وینیلیدن فلویورید-کلروتری فلویورواتیلن)، PVDF-CTFE، با استفاده از درشت مولکول اصلاح کننده سطح (SMM) و روش جدایی فاز خشک-تر ساخته شدند. ساختار و ویژ گی های غشاها بررسی شد و از آن ها در فرایندهای جذب و حذف کربن دی اکسید (CO2) در سامانه تماس دهنده غشایی گاز-مایع استفاده شد.

    یافته ها

    زاویه تماس سطح بیرونی غشای ساخته شده بدون SMM، برابر 90.51 درجه اندازه گیری شد. افزودن SMM به غشا زاویه تماس را به °114.20 افزایش داد. فشار بحرانی ورود آب به منفذهای غشاهای ساخته شده بدون SMM و با آن به ترتیب 7 و 10.50bar اندازه گیری شد. در شدت جریان فاز مایع 300mL/min  شار جذب گاز CO2 برای غشاهای ساخته شده بدون SMM و با آن به ترتیب 3-10×1.76 و mol/m2 9.70×10-3 به دست آمد. در شدت جریان مایع 200mL/min، شار حذف گاز CO2 در غشای ساخته شده بدون SMM و با آن اندازه گیری شد. در سرعت جریان مایع 200mL/min حداکثر بازده حذف گاز CO2 غشاهای ساخته شده بدون SMM و با آن به ترتیب 72.10 و %42.60 به دست آمد.

    کلیدواژگان: کوپلیمر PVDF-CTFE، درشت مولکول اصلاح کننده سطح، جذب و حذف CO2، غشای الیاف توخالی، تماس دهنده غشایی گاز-مایع
  • الهام وطن خواه* صفحات 230-243
    فرضیه

    امروزه، به دلیل نگرانی روزافزون درباره مسئله آلودگی های زیست محیطی، توسعه میکروذرات زیست تخریب پذیر برای جایگزینی میکروذرات تخریب ناپذیر مصرفی در محصولات آرایشی-بهداشتی مورد توجه قرار گرفته است. از میکروذرات پلی (لاکتیک-co-گلیکولیک اسید) (PLGA) قابل تولید با روش ساده الکتروافشانش به عنوان میکروذرات زیست تخریب پذیر استفاده می شود. این میکروذرات برای داشتن حداکثر کارایی، به ویژه به عنوان سامانه رهایش دارو باید بدون لیف و کروی شکل و با توزیعی یکنواخت از اندازه ذرات باشند. این مهم با کنترل متغیرهایی همچون وزن مولکولی پلیمر، نوع حلال، غلظت محلول پلیمری، ولتاژ اعمال شده، اندازه سوزن، سرعت تغذیه محلول پلیمری و فاصله نوک سوزن تا جمع کننده دست یافتنی است.

    روش ها

    ذرات PLGA با روش الکتروافشانش و درنظرگرفتن چهار متغیر غلظت محلول پلیمری (در سه سطح)، اندازه سوزن (در دو سطح)، ولتاژ (در سه سطح) و سرعت تغذیه محلول پلیمری (در سه سطح) تولید شدند. سپس، با عکس های میکروسکوپ الکترونی پویشی حاصل از هر نمونه به منظوردرک رفتار شکل شناسی ذرات، اثر هر یک از متغیرها با توجه به سازوکارهای حاکم بر فرایند الکتروافشانش مطالعه شد.

    یافته ها

    چهار متغیر موثر بر اندازه قطره و در نتیجه عدد Peclet و بار قطره نقش خود را درسازوکار های حاکم بر الکتروریسی ایفا می کنند و بر شکل شناسی ذرات حاصل اثر می گذارند. به دلیل اثرهای ناشی از این پدیده ها، میکروذرات کروی با اندازه یکنواخت و بدون لیف به کمک الکتروافشانش محلول های PLGA با غلظت 3 و %5 از سوزن  27G، با سرعت تغذیه 0.3mL/h و اعمال ولتاز 10kV به دست آمد.

    کلیدواژگان: میکروذرات، پلی (لاکتیک-co-گلیکولیک اسید)، الکتروافشانش، شکل شناسی، محصولات آرایشی-بهداشتی
  • گلشن موسوی، غلامرضا باکری*، سید مهدی میرایمانی صفحات 244-255
    فرضیه: در این پژوهش، اصلاح غشای فرافیلتری پلی وینیل کلرید (PVC) انجام و از غشای اصلاح شده در فرایند فرافیلترکردن جداسازی آب و روغن استفاده شد.روش ها: ابتدا، PVC با سدیم هیدروکسید هیدروکلرزدایی شد. سپس، PVC هیدروکلرزدایی شده (DHPVC) با مونومر استیرن پیوندزده شد و در مرحله آخر با سولفوریک اسید، استیرن پیوندی سولفون دار شد. افزون بر ساخت غشای بر پایه PVC و DHPVC، غشاهای فرافیلتری از پلی وینیل کلرید پیوندخورده با استیرن و نیز سولفون دارشده، با روش جدایی فاز ساخته شدند و ارزیابی غشاهای ساخته شده با آزمون های طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) و شار عبور آب خالص، تعیین میانگین اندازه منفذ ها، مقدار تخلخل و زاویه تماس آب انجام شد.یافته ها: وجود گروه های عاملی پیوندخورده با طیف های FTIR تایید شد. عکس های SEM نشان داد، تمام غشاها دارای منفذهای انگشتی شکل بودند و تفاوت در شکل منفذها به دلیل ناپایداری ترمودینامیکی و گرانروی محلول پلیمری بود. غشای سولفون دارشده به دلیل آب دوستی بیشتر پلیمر، افزایش چشمگیری در اندازه منفذ های غشا و شار آب خالص نسبت به سایر غشاهای نشان داد. غشای DHPVC به دلیل جداشدن کلر به عنوان عاملی آب گریز دارای کمترین زاویه تماس آب با سطح غشا بود. اما، برای سایر غشاها، تفاوت چندانی در زاویه تماس دیده نشد که می توان آن را به زبری سطح غشاها مرتبط دانست. در ادامه، آزمون های جداسازی آب و روغن به وسیله غشاها انجام شد. غشاهای اصلاح شده در جداسازی آب و روغن عملکرد خوبی را  نشان دادند. همچنین گرفتگی کمتری نسبت به غشای پایه PVC داشتند. مقدار پس زنی ذرات نفت برای تمام غشاها به جز غشای سولفون دارشده %100 بود. در غشا سولفون دارشده به دلیل بزرگ تربودن اندازه منفذ و افزایش بسیار زیاد شار، مقدار پس زنی ذرات نفت کاهش یافت.
    کلیدواژگان: غشای پلی وینیل کلرید، افزایش آب دوستی، فرافیلترکردن، جداسازی امولسیون نفتی، اصلاح پلیمر
  • هانیه مردانی، حسین روغنی ممقانی* صفحات 256-271
    فرضیه

     گرافن اکسید (GO) اصلاح شده با عامل شیمیایی دارای پیوند دوگانه در تهیه کامپوزیت های پلی استیرنی با روش ترکیبی پیوندزنی از میان و پلیمرشدن انتقال زنجیر افزایشی -جدایشی بازگشت پذیر (RAFT) به کارگرفته شدند. به کارگیری دو موقعیت واکنش برای پیوندزنی درجای زنجیرهای پلی استیرن از سطح گرافن اکسید، افزایش چگالی پیوندزنی در فرایند پلیمرشدن با روش پیوندزنی از میان در دو موقعیت مختلف و بررسی پلیمرشدن RAFT استیرن با دو چگالی پیوندزنی مختلف و نیز مقدار متفاوت گرافن، هدف های اصلی این پژوهش بودند.

    روش ها

    پس از اصلاح GO با اتیلن دی آمین (EDA) و دستیابی به GO عامل دارشده با EDA و (GOA)، واکنش جفت شدن میان GOA و 3-(کلرودی متیل سیلیل) پروپیل متاکریلات (MCS) برای به دست آوردن لایه های GOA اصلاح شده با MCS و (GOOHD) با مقدار متفاوت اصلاح کننده انجام شد. سپس، روش پیوندزنی از میان پلیمرشدن RAFT برای تهیه کامپوزیت های پلی استیرنی به کار گرفته شد.

    یافته ها

    نتایج طیف نمایی نورالکترونی پرتو X نشان داد، اصلاح لایه های گرافن اکسید با EDA و MCS موفقیت آمیز بوده است. همچنین، آزمون طیف نمایی زیرقرمز تبدیل فوریه نشان داد، پیوندهای مولکولی به درستی طی واکنش ها تشکیل شدند. تغییرات مزدوج شدگی الکترونی نیز با طیف نمایی رامان مطالعه شد. متوسط عددی وزن مولکولی و شاخص پراکندگی زنجیرهای پلی استیرن پیوندخورده و آزاد با روش سوانگاری ژل تراوایی محاسبه شد. با آزمون گرماوزن سنجی، خواص گرمایی و نسبت های پیوندزنی اصلاح کننده ها و زنجیرهای پلی استیرن بررسی شد. نسبت پیوندزنی اصلاح کننده ها به ترتیب 12.9 و %7.5 برای لایه های اصلاح شده GO با چگالی های پیوندزنی کم و زیاد به دست آمد. عکس های میکروسکوپی الکترونی پویشی و عبوری نشان داد، در اثر اکسایش، لایه های صاف و مسطح گرافیت به لایه های چروکیده تبدیل می شوند و اتصال زنجیرهای پلی استیرن به سطح لایه ها از شفافیت و وضوح آن ها می کاهد.

    کلیدواژگان: پلی استیرن، گرافن اکسید، پلیمرشدن انتقال زنجیر افزایشی-جدایشی بازگشت پذیر، پیوندزنی از میان، چگالی پیوندزنی
  • حمید دانشمند، مسعود عراقچی، میثم کریمی*، مسعود عسگری صفحات 272-285
    فرضیه

    تغییر ترشدن سنگ از آب گریز به آب دوست، تغییر ترشدگی نامیده می شود. این موضوع، عامل مهمی در ازدیاد برداشت نفت است. به دلیل خواص منحصربه فرد، نانوذرات توجه زیادی را در زمینه ازدیاد برداشت نفت جلب کرده اند. با وجود نتایج امیدوارکننده، چالش های اصلی استفاده از نانوذرات به پایداری کلوییدی و جذب ضعیف نانوسیال ها در شرایط سخت مخزن مربوط است. در سال های اخیر نانوذرات پیوند شده به پلیمر به عنوان موادی امیدبخش برای ازدیاد برداشت نفت درنظر گرفته شده اند.

    روش ها

    در این مطالعه، ترشدگی و جذب نانوذرات پیوندشده به پلیمر شامل نانوذرات سیلیس اصلاح شده با پلی اتیلن گلیکول متیل اتر (میانگین وزن مولکولی 2000) و نانوذرات سیلیس اصلاح شده با دو پلیمر پلی اتیلن گلیکول متیل اتر (میانگین وزن مولکولی 2000 و 5000) و زنجیرهای پروپیل بررسی شده است. طیف نمایی زیر قرمز تبدیل فوریه (FTIR)  و آزمون گرماوزن سنجی (TGA) برای بررسی پیوند شیمیایی و مقدار پلیمر روی سطح سیلیس به کار گرفته شد. میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) و طیف نمایی پراش انرژی پرتو X و (EDS)، اندازه گیری زاویه تماس با آب و طیف نمایی مریی-فرابنفش (UV-Vis) نیز برای مطالعه شکل شناسی، ترکیب درصد مواد، ترشدگی و جذب زیرلایه ها استفاده شدند.

    یافته ها

    بهترین عملکرد برای نانوذرات سیلیس اصلاح شده با پلی اتیلن گلیکول متیل اتر (میانگین وزن مولکولی 5000) و زنجیر های پروپیل در غلظت  1000ppm و محدوده شوری  40000-20000ppm به دست آمد. این مطالعه نشان داد، نانوذرات سیلیس پیوندشده به پلیمرهای مختلف را می توان به عنوان رهکاری موثر و نو برای ازدیاد برداشت نفت درنظر گرفت.

    کلیدواژگان: ترشدگی، جذب، نانوذرات سیلیس، اصلاح سطح، ازدیاد برداشت نفت
|
  • Hajar Jamshidi, Alireza Mahdavian * Pages 180-213

    With serious energy crisis in recent years, phase change materials (PCMs) are among the best choice for thermal energy storage. These materials have attracted special attention in energy saving. PCMs absorb energy during the heating process accompanied by their phase transitions. This energy can be transferred into the surrounding environment during the cooling process. In other words, these compounds have the ability to store and release high amount of heat through phase transitions with a slight temperature variation. PCMs are classified into four groups of organic, inorganic, eutectic and polymeric materials. However, the major limitation of PCMs is their mixing problem with other materials. Encapsulation might be the best way for effective use of PCMs to increase heat transfer rate, preventing their leakage, reducing their interaction with the external media and limit volume changes during phase change. Encapsulation is a coating process of PCMs with a suitable material to protect solids, liquids or gases in a solid shell. Encapsulated materials are categorized into macrocapsules, microcapsules, and nanocapsules, based on the capsule size. Among these, microencapsulation is a successful method to develop PCMs application in construction, pharmaceutics, agriculture, and textile industries. Different types of microcapsules can be made with a wide range of shell materials by various physical, physico-chemical and chemical methods. Depending on the chemical nature, three types of shell materials are used for microcapsulation, including organic, inorganic, and organic/inorganic hybrids. The conventional polymeric compounds in the shell include polypropylene, polyethylene, polyurethane, polystyrene, polyamide, urea-formaldehyde, melamine-formaldehyde and acrylic resins. Due to the importance of encapsulation methods and versatile applications of encapsulated PCMs in various industries, the most important methods for encapsulation of PCMs are reviewed in this paper in preparation of stable PCMs by consideration of the role of polymers.

    Keywords: phase change materials, microencapsulation, polymerization, phase transition, Thermal Energy Storage
  • MohammadJavad Jahangard, Masoud Rahbari Sisakht * Pages 214-228
    Hypothesis

     Hydrophobic surface modifying macromolecules (SMM) have a main chain of polyurethane with two ends having a fluorine-based hydrophobic polymer. These macromolecules tend to migrate to the membrane surface during membrane fabrication process and alter the physical and chemical properties of the membrane surface by formation of a thin layer on the surface of the membrane. Therefore, they can increase the hydrophobicity of the membrane surface which is an important parameter in gas-liquid membrane contactor system.

    Methods

    Poly(vinylidene fluoride-co-chlorotrifluoroethlene), PVDF-CTFE, hollow fiber membranes were fabricated using surface modifying macromolecules through a dry-wet phase inversion method. Structure and characteristics of fabricated membranes were evaluated and they were used in carbon dioxide absorption and stripping processes in a gas-liquid membrane contactor system.

    Findings

    Water contact angle of outer surface of the fabricated membrane without SMM was measured as 90.51°. Addition of SMM into the membrane increased contact angle to 114.20°. Critical entry pressure of water of the membrane fabricated without/with SMM was measured as 7 and 10.50 bar, respectively. The CO2 absorption flux of 1.76×10-3 mol/m2.s and 9.70×10-4 mol/m2.s, at the liquid phase flow rate of 300 mL/min, was achieved for the fabricated membrane without/with SMM, respectively. The CO2 stripping flux, at the liquid flow rate of 200 mL/min, for the fabricated membrane was achieved at 1.30×10-3 mol/m2.s without SMM and 6.40×10-4 mol/m2.s with SMM. The maximum CO2 stripping efficiency, at the liquid flow rate of 200 mL/min, was achieved for the fabricated membrane at 72.10% without SMM and 42.60% with SMM.

    Keywords: PVDF-CTFE copolymer, surface modifying macromolecule, CO2 absorption, stripping, hollow fiber membrane, gas-liquid membrane contactor
  • Elham Vatankhah * Pages 230-243
    Hypothesis

     Nowadays, the growing concern over environmental pollution has attracted attentions towards development of biodegradable micro-particles to replace non-degradable micro-particles used in cosmetic products. In this regard, poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) micro-particles produced by a simple technique, electrospraying, is used as biodegradable micro-particles. To obtain the maximum efficiency, especially as a drug delivery system, these particles need to be fiber-free with spherical shape and have a uniform size distribution. This goal can be achieved by controlling variables such as polymer molecular weight, solvent type, polymer solution concentration, voltage, needle size, polymer solution feed rate and distance from needle tip to collector.

    Methods

    PLGA particles were electrosprayed considering four variables, including polymer solution concentration (at three levels), needle size (at two levels), voltage (at three levels), and polymer solution feed rate (at three levels). Then, electron scanning microscopic images were obtained from each sample to observe the morphology of particles and to study the effect of process variables on it. To understand the morphological behavior of the particles, the influence of each variable was investigated according to mechanisms involved in electrospraying process.

    Findings

    The four variables affecting droplet size, and consequently, Peclet number and droplet charge play important roles in mechanisms involved in electrospraying process and determining the morphology of the resultant particles. Thanks to the effects of these phenomena, spherical and fiber-free micro-particles with uniform size were obtained by electrospraying PLGA solutions at concentrations of 3% and 5%, using a 27 G needle at a feed rate of 0.3 mL/h and applying a voltage of 10 kV.

    Keywords: micro-particles, poly(lactic-co-glycolic acid), electrospraying, morphology, cosmetic products
  • Golshan Mousavi, Gholamreza Bakeri *, Seyyed Mehdi Mirimani Pages 244-255
    Hypothesis: In this study, modification of polyvinyl chloride ultrafiltration membrane was done and the modified membrane was used in the ultrafiltration process for oil-in-water separation.
    Methods
    at first, PVC was dehydrochlorinated by sodium hydroxide. Then, the resulting dehydrochlorinated polyvinyl chloride (DHPVC) was grafted by styrene monomer and in the final step the grafted styrene was sulfonated by sulfuric acid. Ultrafiltration membranes were fabricated from PVC, DHPVC, styrene-grafted dehydrochlorinated polyvinyl chloride and sulfonated polymer by phase separation method and were evaluated, using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and pure water permeation flux, determination of mean pore size, porosity and water contact angle tests.
    Findings
    The presence of grafted functional groups was confirmed by FTIR spectra. SEM images showed that all the membranes had fingerlike pores and the difference in shape of the pores was due to the thermodynamic instability and viscosity of the polymer solutions. Due to the higher hydrophilicity of the polymer, the sulfonated membrane showed significant increase in pore size and pure water flux, compared to other membranes. The DHPVC membrane showed the lowest contact angle because of the detachment of chlorine as a hydrophobic agent, but for the other membranes there was little difference in their contact angles which could be related to the surface roughness. Subsequently, the oil/water separation experiments were performed by the membranes. The modified membranes showed good performance in the separation of oil and water and had less fouling than the PVC membrane. The rejection of oil particles was 100% for all membranes except the sulfonated membrane. The rejection of oil particles by the sulfonated membrane decreased, because of the higher pore size and significant increase in the flux.
    Keywords: polyvinyl chloride membrane, hydrophilicity enhancement, ultrafiltration, oily emulsion separation, polymer modification
  • Hanieh Mardani, Hossein Roghani Mamaqani * Pages 256-271
    Hypothesis

     Graphene oxide (GO) modified with a double bond-containing chemical was used in the preparation of polystyrene composites by combination of “grafting through” and reversible addition-fragmentation chain-transfer (RAFT) polymerization methods. The main objectives were (1) application of two reaction sites for in situ grafting of polystyrene chains from the GO surface, (2) increasing of grafting density in the polymerization process by grafting through two different sites and (3) evaluation of styrene RAFT polymerization in two different grafting densities and various GO contents.

    Methods

    After modification of GO with ethylenediamine (EDA) using nucleophilic ring opening reaction that is resulted in amine-functionalized GO (GOA), coupling reaction was conducted between the GOA and (3-methacryloxypropyl) dimethylchlorosilane (MCS) to obtain GOOHD layers with different modifier contents. Then, grafting through RAFT polymerization method was utilized for preparation of polystyrene composites.

    Findings

    X-ray photoelectron spectroscopy shows successful modification of the GO layers with EDA and MCS. Molecular bonding characterization was performed by Fourier transform infrared spectroscopy for the neat and modified GO. Variations in electron conjugation were studied by Raman spectroscopy. Molecular weight and polydispersity index of the free and anchored polystyrene chains were calculated from the size exclusion chromatography. By using thermogravimetric analysis, thermal properties and grafting ratios of the modifiers and polystyrene chains were studied. Grafting ratio of the modifiers was 12.9% and 7.5% for the modified GO layers with high and low grafting densities, respectively. Morphology of the GO layers was investigated through transmission and scanning electron microscopy. Oxidation changed the flat and smooth graphite to wrinkled layers, and grafting polystyrene chains resulted in turbid layers.

    Keywords: Polystyrene, graphene oxide, reversible addition- fragmentation chain transfer polymerization, grafting through, grafting density
  • Hamid Daneshmand, Masoud Araghchi, Meysam Karimi *, Masoud Asgary Pages 272-285
    Hypothesis

    The change in the wetting of rock from hydrophobic to hydrophilic is named "wettability alteration". This is an important factor for enhanced oil recovery (EOR). Because of their unique properties, nanoparticles have attracted much attention for enhanced oil recovery. Despite promising results, the main challenges of using nanoparticles are related to colloidal stability and poor absorption of nanofluids under harsh conditions. In recent years, polymer-grafted nanoparticles have been considered as emerging materials for enhanced oil recovery.

    Methods

    In this study, wettability and absorption of polymer-grafted nanoparticles including silica nanoparticles modified by polyethylene glycol methyl ether (mean molecular weight 2000), silica nanoparticles modified by two polymers: polyethylene glycol methyl ether (mean molecular weights 2000 and 5000) and propyl chains are investigated. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetric analysis (TGA) were used to investigate the chemical bonding and polymer content on the silica surface. Scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), water contact angle measurement, and UV-Vis spectroscopy were also used to study morphology, material composition, wettability, and absorption of the substrate, respectively.

    Findings

    Best performance for silica nanoparticles modified by polyethylene glycol methyl ether (average molecular weight 5000) and propyl chains at 1000 ppm concentration and salinity range 20000-40000 ppm was obtained. This study shows that silica nanoparticles bonded to different polymers can be considered as an effective and novel approach for enhanced oil recovery.

    Keywords: wettability, adsorption, silica nanoparticle, surface modification, enhanced oil recovery