فهرست مطالب

نشریه پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر
سال چهارم شماره 2 (پیاپی 12، تابستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/07/10
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمد شهابی قویونلوئی، مهدی خجسته پور*، حسن صدرنیا، اسماعیل قاسمی صفحات 3-18

    ضرورت افزایش محصولات کشاورزی به تناسب رشد جمعیت و مدیریت بحران کم آبی نیازمند ابتکاراتی است تا همزمان با حفظ محیط زیست، بتواند با به کارگیری روش های ذخیره رطوبت خاک بر کمیت و کیفیت محصولات تولیدی بیفزاید. در این مطالعه، اثر درصدهای مختلف نشاسته گرمانرم به همراه سازگارکننده مالییک انیدرید و همچنین نانوذره خاک رس (15A) بر مقادیر محتوای ژلی و خواص مکانیکی خاکپوش های کشاورزی بر پایه پلی لاکتیک اسید و مخلوط پلی اتیلن سبک و پلی اتیلن خطی سبک مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از درصدهای 0، 10، 20 و 30 نشاسته گرمانرم در مخلوط 80/20 پلی اتیلن سبک و پلی اتیلن خطی سبک و همچنین پلی لاکتیک اسید استفاده شد. در طرح آزمایشی انجام شده پارامترهای مستقل، شامل درصد نشاسته گرمانرم، نوع پلیمر پایه و پیرشدگی و پارامترهای وابسته نیز میزان محتوای ژلی، استحکام کششی، درصد ازدیاد طول در هنگام شکست و مدول کشسانی در نظر گرفته شد. محتوای ژلی در آمیزه های حاوی پلی اتیلن با افزودن نشاسته گرمانرم، افزایش و همچنین در آمیزه های حاوی پلی لاکتیک اسید به تدریج کاهش یافت. بازه تغییرات محتوای ژلی برای نمونه های آزمایشی قبل و بعد از آزمون پیرشدگی به ترتیب: بین 10 الی 21 و 2 الی 5 درصد به دست آمد. استحکام کششی و ازدیاد طول تا شکست با افزودن نشاسته گرمانرم، برای هر دو مجموعه ترکیبات قبل از آزمون پیرشدگی کاهش یافت. اما این روند کاهنده در اختلاط 20 درصدی نشاسته گرمانرم، کمتر بود. مقادیر استحکام کششی و ازدیاد طول تا شکست به ترتیب بین 12 الی 19 مگاپاسکال و 50 الی 350 درصد متغیر بود. این مقادیر برای نمونه ها بعد از آزمون پیرشدگی به ترتیب بین 7 الی 11 مگاپاسکال و صفر تا 5 درصد تغییر کرد.

    کلیدواژگان: پلی اتیلن سبک، پلی لاکتیک اسید، نشاسته گرمانرم، زیست تخریب پذیری
  • سپهر زمان پور، علیرضا بهرامیان، مستانه حاجی پور* صفحات 19-34

    در فرایند تزریق آب به مخزن، بخشی از مواد فعال سطحی که به طور طبیعی در نفت وجود دارند، می توانند درآب تزریقی حل شوند. وجود این مواد پدیده های سطحی، سامانه سه فازی آب-نفت-سنگ را تحت تاثیر قرار می دهد. تاثیر این مواد به منظور اصلاح ترکیب یونی آب تزریقی، در مطالعات پیشین کمتر مورد توجه بوده است. در این مقاله ابتدا تاثیر ترکیبات اسیدی موجود در نفت خام و ترکیب آب اولیه بر ترشوندگی اولیه سنگ کربناته بررسی شد. سپس جهت بررسی تغییرات ترشوندگی سنگ کلسیتی نفت دوست از آب نمک های منیزیم کلرید، کلسیم کلرید، پتاسیم کلرید و سدیم سولفات با مولاریته بین 1/0 تا 1 استفاده شد. کشش بین سطحی نفت با آب مقطر و نمونه های آب نمک با غلظت های یونی مختلف به طور جداگانه اندازه گیری و مقایسه شد. تغییر در خواص سطحی نمونه های سنگ کلسیت از طریق اندازه گیری زاویه تماس پس از پیرسازی نمونه های مقطع نازک در آب نمک ها و نفت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت یون ها و قدرت یونی محلول های نمکی، به دلیل انحلال ترکیبات اسیدی نفت در سطح تماس دو فاز آب و نفت، کشش بین سطحی کاهش می یابد. همچنین در صورت غالب بودن ترکیبات اسیدی در نفت، یون منیزیم بیشترین تاثیر را در کاهش کشش بین سطحی و تغییر ترشوندگی سنگ دارد. به طوری که با افزایش غلظت آن تا 1 مولار، کشش بین سطحی به مقدار 1 (mN/m) و زاویه تماس به 42 درجه کاهش می یابد. اندازه گیری زاویه تماس نشان داد که ترکیب آب اولیه موجود در سنگ مخزن بر تغییر ترشوندگی اولیه سنگ موثر بوده و تشکیل لایه یونی-آلی در مجاورت سطح سنگ از مهم ترین عوامل تغییر ترشوندگی است. حضور یون منیزیم در آب اولیه موجود در سنگ، موجب کاهش زاویه تماس به 145 درجه و افزایش آب دوستی در سطح سنگ می شود. همچنین افزایش حلالیت ترکیبات اسیدی محلول در نفت در فاز آبی بر تغییرات ترشوندگی سنگ تاثیر زیادی دارد. نتایج به دست آمده نشان داد که برهم کنش بین یون های موجود در فاز آبی بخصوص کاتیون ها و آنیون های دو ظرفیتی و مواد فعال سطحی (کربوکسیلیک اسید) رفتار سطحی آب را در تماس با فاز نفت و سنگ مشخص می کند.

    کلیدواژگان: ترشوندگی، کشش بین سطحی، ترکیبات اسیدی نفت، یون های دو ظرفیتی، لایه یونی-آلی
  • سیامک میرزابابایی، محمدرضا کلایی* صفحات 35-51

    در این پژوهش به بررسی خواص ضد خوردگی پوشش های اپوکسی حاوی زینک فسفات (به عنوان عامل ضد خوردگی) به همراه نانو سیلیکای آبگریز با ترکیب درصد های مختلف با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی پرداخته خواهد شد. خواص ضد خوردگی پوشش های اپوکسی تحت تاثیر فاکتورهای بسیار مهم مانند درصد نانوسیلیکا، درصد پیگمنت ضد خوردگی و  نسبت پیگمنت به رزین بر اساس روش تاگوچی مدل 9L مورد تجزیه تحلیل قرار گرفت. خواص ضدخوردگی پوشش اپوکسی توسط آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی   (EIS) در محلول آبی NaCl 5/3 درصد و آزمون مه نمکی (سالت اسپری) مورد بررسی قرار گرفتند. میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) به منظور بررسی نحوه توزیع و پخش ذرات نانو سیلیکا در رزین اپوکسی استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده از آزمون های خوردگی برمبنای نمودارهای نایکوییست تعیین شرایط بهینه نشان می دهد که نمونه حاوی 8% پیگمنت زینک فسفات و 3%  نانو سیلیکا و نسبت پیگمنت به رزین 1 بیشترین مقاومت به خوردگی را نشان می دهد. از طرفی این طلب در خصوص آزمون مه نمکی نمونه ها مشاهده شد که اضافه کردن همزمان زینک فسفات و نانوسیلیکا به رزین اپوکسی سبب کاهش تاول ها و محصولات خوردگی شده است و بهترین خواص ضد خوردگی زمانی مشاهده شد که از 8 درصد زینک فسفات، 3 درصد نانو سیلیکا و نسبت پیگمنت به رزین 1 استفاده شده بود. نتایج به دست آمده در این پژوهش حاکی از آن است که خواص بازدارندگی زینک فسفات و خواص ممانعتی ناشی از حضور نانوسیلیکا در پوشش اپوکسی تاثیر بسزایی در کاهش میزان خوردگی را دارا می باشند.

    کلیدواژگان: خوردگی پوشش اپوکسی، پیگمنت زینک فسفات، روش تاگوچی، نانو سیلیکا
  • صبا روشیان، جواد کریمی ثابت*، سید سعید حسینی صفحات 53-68

    در سال های اخیر، به دلیل هزینه بالا و مصرف زیاد انرژی در روش های تقطیر برودتی و جذب سطحی، تلاش های بسیاری در راستای بهبود عملکرد غشاهای پلیمری در جداسازی اکسیژن- نیتروژن صورت گرفته است. همچنان افزایش عملکرد این دسته از غشاها برای کاربردهای صنعتی ضروری است.  در این پژوهش، غشاهای زمینه مخلوط مغناطیسی جدید با استفاده از پلی سولفون به عنوان زمینه اصلی غشا و ذرات مغناطیسی نیودیمیم برای جداسازی اکسیژن- نیتروژن ساخته شدند. غشاهای زمینه مخلوط مغناطیسی در حضور میدان مغناطیسی به منظور جلوگیری از ته نشینی ذرات و پراکندگی مناسب ذرات در زمینه پلیمر ساخته شدند. اثر مقادیر مختلف ذرات نیودیمیم بر ساختار غشاها، خواص مغناطیسی و پایداری حرارتی غشاها با آزمون های میکروسکوپی الکترونی پویشی، مغناطیس سنجی نمونه ارتعاشی و گرماوزن سنجی مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین برای بررسی عملکرد غشاهای ساخته شده در حضور میدان های مغناطیسی مختلف، ماژول جداسازی مغناطیسی جدیدی طراحی و ساخته شد. نتایج به دست آمده نشان دادند که تراوایی گازهای اکسیژن و نیتروژن با افزودن ذرات مغناطیسی نیودیمیم صرف نظر از میزان مقدار میدان مغناطیسی اعمالی حین فرایند جداسازی به دلیل برهم خوردن تراکم زنجیرهای پلیمر و ازدیاد حجم آزاد پلیمر، روند افزایشی داشته است. تراوایی گازهای اکسیژن و نیتروژن در غشاهای زمینه مخلوط حاوی 5 درصد وزنی نیودیمیم در غیاب میدان مغناطیسی به ترتیب 182% و 443% نسبت به غشاهای خالص پلی سولفون افزایش یافت. همچنین، تراوایی و گزینش پذیری جفت های گازی مذکور مورد مطالعه با اعمال میدان مغناطیسی طی فرایند جداسازی، افزایش یافت. با افزایش میدان مغناطیسی از 0 به 570 میلی تسلا، گزینش پذیری غشاهای زمینه مخلوط حاوی 5 درصد وزنی نیودیمیم از 73/2 به 77/3 افزایش یافت. براساس نتایج، افزودن ذرات نیودیمیم و همچنین استفاده از میدان مغناطیسی در طول فرایند ساخت و بررسی عملکرد غشا می تواند روشی موثر برای بهبود عملکرد غشا محسوب شود.

    کلیدواژگان: : جداسازی اکسیژن- نیتروژن، پلی سولفون، نئودیمیم، غشاهای شبکه آمیخته مغناطیسی، ماژول جداسازی مغناطیسی
  • هادی باقرزاده، زهرا منصورپور*، بهرام دبیر صفحات 69-82

    در پژوهش حاضر، تجمع و شکست ذرات آسفالتین با استفاده از کوپل همزمان روش اجزای گسسته و دینامیک سیالات محاسباتی در جریان آرام شبیه سازی شده است. با توجه به ماهیت آسفالتین، یک مدل جدید تجمع جهت مدلسازی فرایند چسبیدن ذرات آسفالتین بر اساس ساختار واقعی کلوخه ها پیشنهاد شده است. برخورد ذرات، راندمان برخورد و شکست کلوخه های آسفالتین به صورت دقیق مطالعه شده اند. همچنین، رشد ذرات آسفالتین و تغییرات توزیع اندازه ذرات به همراه تغییرات ساختار کلوخه ها  بررسی شده است. در طول فرایند توده ای شدن ذرات آسفالتین، در بازه زمانی اولیه رشد اندازه ذرات کم است که دلیل آن تجمع ذرات اولیه و شکل گیری کلوخه های کوچک می باشد. در بازه زمانی میانی به علت برخورد کلوخه ها و تشکیل کلوخه های بزرگ، رشد اندازه ذرات شدت می گیرد و در بازه انتهایی شکست کلوخه ها رشد بیشتر آن ها را محدود می سازد و نهایتا به حالت پایا می رسد. توزیع لگاریتمی نرمال بهترین مطابقت را با نتایج توزیع اندازه ذرات نشان می دهد که بر اساس مطالعات قبلی با طبیعت آسفالتین نیز هماهنگی دارد. بر اساس نتایج شبیه سازی، کرنل برخورد و شکست به طور مستقیم محاسبه گردید که با نتایج کرنل برخورد و شکست در مراجع پیشین همخوانی دارد.

    کلیدواژگان: ذرات آسفالتین، تجمع، شکست، روش اجزای گسسته، دینامیک سیالات محاسباتی
  • فاطمه توکلی طرقی، حسین بنی اسدی*، ازاده همتی صفحات 83-93

    موضوع تحقیق: 

    یکی از روش های مهم در درمان زخم های پوستی استفاده از زخم پوش است. اخیرا استفاده از زخم پوش های پایه پلیمری بسیار رواج پیدا کرده است. در این راستا، استفاده از پلیمرهای طبیعی در ساخت زخم پوش ها اهمیت ویژه ای یافته است. هدف از پژوهش حاضر طراحی و ساخت نوعی زخم پوش متشکل از پلی وینیل الکل/آلویه ورا با قابلیت ترمیم زخم های پوستی است.

    روش تحقیق:

     برای ساخت نمونه ها از روش الکتروریسی استفاده شد. ابتدا ژل آلویه ورا استخراج، خالص سازی و به روش خشک کردن انجمادی به پودر تبدیل شد. در تمامی نمونه ها درصد وزنی مجموع پلی وینیل الکل و پودر آلویه ورا ثابت و معادل 8% وزنی در نظر گرفته شد. این مقدار به صورت تجربی، با سعی و خطا و باتوجه به کیفیت الیاف تولیدی انتخاب گردید. نمونه هایی شامل مقادیر مختلف از پلی وینیل الکل و آلویه ورا ساخته شدند و ساختار، استحکام کششی، تورم پذیری در محیط آبی، قابلیت تخریب پذیری و خاصیت ضدمیکروبی آن ها مورد بررسی قرار گرفت.

    نتایج اصلی: 

    نتایج نشان داد الیاف با آرایش تصادفی و قطر یکنواخت بدون قطره ریزی تولید شدند. قطر الیاف با افزایش سهم آلویه ورا افزایش یافت. این رفتار به افزایش ویسکوزیته محلول در حضور آلویه ورا نسبت داده شد. با افزایش سهم آلویه ورا در نمونه ها استحکام کششی کاهش ولی درصد ازدیاد طول افزایش یافت. رفتار تورمی نمونه ها با اندازه گیری افزایش وزن آن‎ها در محیطی مشابه با pH سطح پوست مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که حضور آلویه ورا خاصیت آب دوستی را افزایش می دهد. خاصیت ضدمیکروبی نمونه ها در مقابل دو باکتری گرم مثبت استافیلوکوکوس آریوس و گرم منفی سودوموناس آیروژینوزا با استفاده از روش دیسک انتشار بررسی شد و مشخص گردید حضور آلویه ورا در نمونه ها خاصیت ضدمیکروبی نسبت به سودوموناس آیروژینوزا ایجاد کرده است. در نهایت یافته های این پژوهش ظرفیت استفاده از ترکیب پلی وینیل الکل/آلویه ورا برای تولید زخم پوش الکتروریسی شده را تایید می کند.

    کلیدواژگان: زخم پوش، الکتروریسی، پلی وینیل الکل، آلوئه ورا، ضدمیکروبی
  • صدیقه آقایاری، محمدرضا محدث مجتهدی، محمدعلی توانایی*، زهرا اسماعیلزاده صفحات 95-106

    تخلخل وب های الکتروریسی شده، پارامتر بسیار مهمی در بسیاری از زمینه های کاربردی نانوالیاف می باشد. به همین منظور در این تحقیق ابتدا اثر پارامترهای تاثیر گذار، غلظت محلول پلیمری و نرخ تغذیه، بر قطر نانوالیاف پلی وینیل الکل که به عنوان جزء حل شونده در وب هیبریدی نهایی در نظر گرفته شده بود، مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه وب هیبریدی پلی آمید 6/ پلی وینیل الکل به روش الکتروریسی همزمان دو سویه تهیه شد، سپس مورفولوژی، قطر نانوالیاف و اندازه متوسط حفرات سطحی قبل و پس از حذف پلی وینیل الکل، با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با یکدیگر مقایسه شدند. جهت اندازه گیری تخلخل وب های الکتروریسی شده، از سه رابطه ی ارایه شده در مراجع که بر اساس روش های اندازه گیری ساده و کاربردی بنا شده اند، استفاده شد. در پایان پس از انتخاب بهترین روش اندازه گیری تخلخل نانوالیاف، نشان داده شد که با حذف یکی از اجزای وب هیبریدی میزان تخلخل وب الکتروریسی شده 10 تا 15%کاهش پیدا کرده و به حدود 70% می رسد. اندازه ی حفرات وب ها نیز پس از حذف یک جزء، به میزان 30 تا 58 درصد نسبت به نمونه هیبریدی کاهش یافت.

    کلیدواژگان: تخلخل، الکتروریسی، نانوالیاف، نانوالیاف هیبریدی، الکتروریسی دو سویه دو نازله
  • عبدالله ایراندوست، حسن زارع علی آبادی*، مجتبی ساعی مقدم صفحات 107-117

    با مطالعه انواع خوردگی در فرآیندهای آمینی و بررسی تاثیر عوامل مختلف بر روی آنها، اثرغالب دما در خوردگی در برج های جذب مشخص شد. کاهش دما منجر به کاهش خوردگی در برج جذب، تاثیر بر روی کشش سطحی آمین و درنتیجه کاهش کف زایی و طغیان در برج و کاهش گازهای ترش CO2 و H2S از جریان خروجی گاز طبیعی خواهد شد. در این تحقیق شیوه های مختلف کاهش دما از جمله افزایش دبی آمین در گردش ، باز نمودن عایق دیواره  و تزریق آمین به میانه برج مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی اثرتزریق آمین به میانه برج از نرم افزار Aspen-HYSYS استفاده شد. براساس نتایج شبیه سازی، در برج جذب دوخوراکه دمای بیشینه در برج در حدود C3 و در حالت سه خوراکه دمای بیشینه حدود C10 کاهش یافت. همچنین با توجه به کاهش غلظت گازهای CO2 و H2S از جریان خروجی گاز، میزان سودسوزآور مصرفی در قسمت تحتانی برج نیز کاهش می یابد که در نهایت  میزان مصرف کاتالیزور واحد مراکس را پایین خواهد آورد. براساس نتایج حاصله تزریق آمین به میانه برج نسبت به سایر روش های اشاره شده بالاترین بازده را جهت کاهش دمای برج نشان می دهد. گر چه برای کاهش بیشتر دما در برج می توان ترکیبی از روش های یاد شده را استفاده نمود.

    کلیدواژگان: برج جذب، آمین، گازهای اسیدی، خوردگی، دمای بیشینه
|
  • Mohammad Shahabi Ghoyonloe, Mehdi Khojastehpour*, Hassan Sadrnia, Ismaeil Ghasemi Pages 3-18

    Research subject:

     The need to increase agricultural production in proportion to population growth and water crisis management requires initiatives that can increase the quantity and quality of crops by using soil moisture storage methods while preserving the environment. In this study, the effect of different wt. % of Thermoplastic starch (TPS) with maleic anhydride (MA) as compatibilizer and nanoclay (15A) on gel content and mechanical properties of Polylactic acid (PLA) and blends of  Linear low-density polyethylene/ Low-density polyethylene (LLDPE / LDPE) was evaluated.

    Research approach: 

    Here, 0, 10, 20 and 30 wt. % TPS were added to the blends of LLDPE/LDPE (20/80) and also PLA. Independent parameters in the experimental design were wt. % of TPS, basic polymer type that was PLA or TPS and aging test. For dependent parameters were considered gel content, tensile strength, elongation at break and elastic modulus. Experiments were designed in General Full Factorial Design and performed in three replications.

    Main results

    Gel content in LLDPE/LDPE blends increased with the addition of TPS and decreased for PLA blends. The gel content change range for experimental samples before and after the aging test was between 10 to 21 and 2 to 5 percent, respectively. Tensile strength and elongation at break were reduced by adding TPS in both series of compounds before aging test. But this reducing rate was less in the 20 wt. % of TPS. The values ​​of tensile strength and elongation at break were: 12 to 19 MPa and 50 to 350 percent, respectively. These values changed after the aging test between 7 and 11 MPa and from zero to 5 percent, respectively.
    Keywords: biodegradability, low density polyethylene, poly lactic acid, thermoplastic starch.

    Keywords: biodegradability, low density polyethylene, poly lactic acid, thermoplastic starch
  • Sepehr Zamanpour, Alireza Bahramian, Mastaneh Hajipour* Pages 19-34

    Research subject: 

    In water injection process, part of the surface active agents that are naturally present in oil can be dissolved in injected water. The presence of these substances affects the surface phenomena of the three phase water-oil-rock system. The effect of these substances on modification of the ionic composition of injected water has been less investigated in previous studies.

    Research approach:

     In this paper, first, the effects of acidic compounds in crude oil and connate water composition on initial wettability of carbonate rock were investigated. Then to investigate the wettability changes of oil-wet calcite rock, single-salt aqueous solutions of MgCl2, CaCl2, KCl, and Na2SO4 having concentrations of 0.1 to 1 molar were used.Oil–water interfacial tension (IFT) for distilled water and salt waters in various concentrations were measured and compared. Variations of calcite rock surface properties were investigated by contact angle measurement after aging of thin sections in oil and salt waters.

    Main results

    Results indicated that by increasing ion concentration and ionic strength of salt waters, IFT decreases due to dissolution of acidic compounds of oil at the interface of oil and water. Moreover, for high content of acidic compounds in the oil, Magnesium ion has the most impact on reducing IFT and altering the rock wettability. So that by increasing the concentration up to 1 molar, IFT and contact angle decrease to 1 mN/m and 42 degrees, respectively.Contact angle measurements revealed that the composition of connate water is effective in changing the initial wettability of the rock, and formation of ionic-organic layer adjacent to the rock surface is one of the most important factors in wettability alteration. The presence of Magnesium ion in connate water decreases the contact angle to 145 degrees and causes the rock surface to become more water wet.Also, increasing solubility of oil-soluble acidic compounds in the aqueous phase has a significant effect on the rock wettability. The experimental results showed that the interaction between ions in the aqueous phase, especially the divalent ions, and surface active agents (carboxylic acid) determine the surface behavior of water in contact with oil and rock.

    Keywords: Wettability, IFT, Acidic oil, Divalent ions, Ionic-organic layer
  • Siamak Mirzababaei, Mohammadreza Kalaee* Pages 35-51

    Research subject: 

    In this research we studied the anti-corrosion properties of epoxy coating containing anti-corrosion pigment zinc phosphate with hydrophobic nano silica with different percentage also for determine the optimal conditions for preparation of nanocomposite Taguchi experimental design method was used.

    Research approach: 

    Anti-corrosion properties of epoxy coating under the influence of very important factors such as the percentage of nano silica, anticorrosive pigment and pigment to resin ratio according to model L9 taguchi method was studied and analyzed. Anti-corrosion properties of epoxy coatings were studied by electrochemical impedance spectroscopy test (EIS) in 3/5% NaCl aqueous solution and salt fog test (salt spray). To investigate the distribution of nano silica particles in epoxy resin were analyzed by transmion electron microscope (TEM) and scanning electron microscope (SEM). The results show that using from zinc phosphate and nano-silica was able to improve the corrosion resistances.

    Main results

    Results shows that addition of zinc phosphate and nano silica to epoxy resin caused a decrease in number of blisters and corrosion products after exposure to corrosion test based on the results in Nyquist and Bode plots, also the similarity in results was observed for the epoxy coating loaded according to the optimum conditions with 8% zinc phosphate, 3% nano silica and pigment to resin ratio of one according to salt spary. The significance levels of the experimental parameters, which indicate how the factors affect the compressive addition of zinc phosphate and nano silica to epoxy resin, were determined by using variance (Anova) method.

    Keywords: Corrosion of Epoxy Coating, Zinc Phosphate Pigment, Taguchi Method, Nano Silica
  • Saba Raveshiyan, Javad Karimi-Sabet*, Seyed Saeid Hosseini Pages 53-68

    Research subject:

     In recent years, many efforts have been made to improve the performance of polymer membranes in oxygen-nitrogen separation due to the high cost and energy consumption of cryogenic distillation and adsorption methods. Increasing the performance of these types of membranes is still needed for industrial applications.

    Research approach: 

    In this research, novel magnetic mixed matrix membranes (MMMs) were prepared using polysulfone (PSf) as the main matrix, and also neodymium (Nd) as the magnetic particles for O2/N2 separation. To avoid the particle sedimentation and proper dispersion of particles across the membrane thickness, magnetic particle dispersion in the PSf was controlled by applying an external magnetic field (MF). The effect of Nd magnetic particle content on the microstructure, magnetic properties and thermal stability of the prepared MMMs were investigated using scanning electron microscopy, vibrating sample magnetometer and thermo-gravimetric analysis. In this reseach, a novel magnetic module was designed and constructed to investigate the performance of prepared membranes in the presence of various MFs.

    Main Results

    The obtained results indicated that the permeability of O2 and N2 gases was improved by adding Nd magnetic particles into PSf matrix regardless of the amount of MF due to the chain packing of polymers disruption and free volume enhancement. The permeability of O2 and N2 in the MMMs containing 5 wt.% Nd in the absence of MF was about 182 % and 443%, respectively, higher than those of neat PSf membranes. Furthermore, the permeability and selectivity of PSf and PSf-Nd membranes were considerably improved by applying the MF during the permeation experiments. In the MMMs containing 5 wt.% Nd, O2/N2 selectivity was increased from 2.73 to 3.77 upon an increase in the intensity of MF from 0 to 570 mT. Considering the findings, the application of Nd particles and MF during the membrane preparation and separation processes can be facile methods for enhancement of membrane performance.

    Keywords: Oxygen, nitrogen separation, Polysulfone, Neodymium, Magnetic mixed matrix membranes, Magnetic separation module
  • Hadi Bagherzadeh, Zahra Mansourpour*, Bahram Dabir Pages 69-82

    In the present study, the agglomeration and fragmentation of asphaltene particles have been simulated in laminar using the simultaneous coupling of Discrete Element method and Computational Fluid Dynamics. A new coalescence model according to the nature of asphaltene has been proposed. Asphaltene flocs have been considered as irregular shape rigid object. Particle collisions and collision efficiency as well as the fragmentation of asphaltene flocs have been studied in details. Furthermore, the asphaltene particles growth and change in particle size distribution along with average fractal dimension changes have been investigated. During the flocculation of the asphaltene particles, the asphaltene particles grow slowly in the initial times. It can be explained by the agglomeration of primary particles and the formation of asphaltene flocs. In the middle time period, due to the collision of the flocs and the formation of large flocs, the growth of the asphaltene particles increase. At the late times, the fragmentations limit the floc growth, and eventually asphaltene particle size approximately reaches a constant value in the steady state. The lognormal distribution provides the best fit for the asphaltene PSDs which, according to previous studies, is also consistent with the nature of asphaltene. The results of proposed collision and fragmentation kernels based on simulation results are agreed well with previous studies.

    Keywords: Asphaltene Particles, Agglomeration, Fragmentation, Discrete Element Method, Computational Fluid Dynamics
  • Fatemeh Tavakoli Targhi, Hossein Baniasadi*, Azadeh Hemmati Pages 83-93

    Research Subject: 

    One of the important methods in the treatment of skin wounds is the use of wound dressings. Recently, the use of polymer-based wound dressings has become increasingly common. The use of natural polymers is very important in wound dressings. The aim of the present study is to design and manufacture a polyvinyl alcohol/aloe vera wound dressing with the capability of healing skin wounds.

    Research Approach:

     The electrospinning method was applied to prepare the samples. Aloe vera gel was first extracted, purified, and powdered by freeze-drying. In all samples, the amount of polyvinyl alcohol and aloe vera powder was fixed at 8 wt.%. This value was selected empirically based on the quality of the produced fibers. Different samples including different amounts of polyvinyl alcohol and aloe vera were produced and their properties including morphology, tensile strength, swelling, degradability, and antimicrobial properties were investigated.

    Main Results

    The results showed that the dropless random oriented fibers with uniform diameter were produced. The diameter increased with increasing aloe vera contribution, which was attributed to an increase in viscosity due to the presence of aloe vera. With increasing aloe vera contribution in the samples, tensile strength decreased and the elongation percentage increased. The swelling behavior of the specimens was evaluated by measuring the weight of the specimens in a simulated skin environment and the results showed that the presence of aloe vera increased the hydrophilic properties of the specimens. Antimicrobial activity of the samples against two gram-positive Staphylococcus aureus and Gram-negative Pseudomonas aeruginosa was investigated using the disk diffusion method and it was found that the presence of Aloe vera in the samples brought antimicrobial activity against Pseudomonas aeruginosa. Finally, the findings of this study confirm the feasibility of using polyvinyl alcohol /aloe vera for the production of the electrospun wound dressing.

    Keywords: Wound Dressing, Electrospinning, Polyvinyl alcohol, Aloe vera, Antibacterial Property
  • Sedigheh Aghayari, MohammadReza Mohaddes Mojtahedi, M.tavanai *, Zahra Esmaeelzadeh Pages 95-106

    The porosity of electrospun nanofibers web is a significant parameter affecting various areas of nanofibers applications. Thus, at first, the effect of most effective parameters, the concentration of polymer solution and flow rate, on the diameter of polyvinyl alcohol nanofibers, as a dissolving component, were investigated. Afterward, the hybrid web of polyamide 6/polyvinyl alcohol (PA/P) was prepared via a two-sided dual-nozzles electrospinning method. The morphology, diameter, pore size of nanofibers web and the effect of dissolving constituent were studied based on images of the scanning electron microscope. To measuring the porosity of nanofibrous webs, three practical and straightforward methods that have been proposed in the literature were utilized. It was observed that when one component was dissolved, the diameter of the resultant web was decreased, and the porosity has been reduced to about 70% based on the best selected method of porosity. Additionally, the average pore size of electrospun PA6 webs has been decreased about 30-58% relative to the original hybrid webs.

    Keywords: Porosity, Electrospinning, Nanofiber, hybrid nanofibers, two-sided dual-nozzles electrospinning
  • Abdollah Irandoost, Hasan Zare Aliabadi*, Mojtaba Saei Moghaddam Pages 107-117

    Research subject: 

    Regarding to temperature effect on the rate of corrosion in absorption tower of gas refineries, it is very useful to examine and invest on new methods to decrease the temperature in mentioned towers.

    Research approach:

     By studying different types of corrosion in amine processes and the influence of different variables on them, the dominant effect of temperature on the rate of corrosion in absorption towers was determined. Due to decreasing temperature in the absorption tower the surface tension of amine solvent and corrosion rate decrease. The reduction in surface tension reduces the foaming and flooding in the tower, which reduces the concentration of sour gases CO2 and H2S from the natural gas outlet. Various methods of reducing temperature in the absorption tower such as increasing flow rate of circulation amine solvent, opening the insulated tower wall and injecting amines into the middle of the tower have been studied. Aspen- HYSYS software was used to investigate the effects of amine injection into the middle of the tower.

    Main result

    According to the simulation results, the maximum temperature in the two-feed absorption tower was reduced to about 3°C and in the three feedstocks the maximum temperature was reduced to about 10°C. Also, as the CO2 and H2S concentration of the gas outlet decreases, the amount of Spent Caustic and catalyst in the lower part of the tower will decrease. Finally, it was found that among the above methods, injection of amine into the middle of the tower had the highest efficiency in decreasing the temperature of it. However, a combination of the above methods can be used to further reduce the temperature in the tower.

    Keywords: Absorption Tower, Amines, Acidic Gases, Corrosion, Maximum Temperature