فهرست مطالب
فصلنامه بسپارش
سال یازدهم شماره 3 (پیاپی 40، پاییز 1400)
- تاریخ انتشار: 1400/10/12
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحات 3-13
تقاضا برای به کارگیری پلیمرها در صنایع مختلف با خواص متفاوت، روز به روز در حال افزایش است. این در حالی است که پلیمر خالص، قابلیت ایجاد طیف گسترده ای از خواص مدنظر را ندارد. برای رفع این مشکل از افزدونی های مختلف استفاده می شود که مقدار زیادی از آن ها را مواد معدنی تشکیل می دهند. ماهیت قطبی این مواد باعث شده است تا استفاده از آن ها در پلیمرهای غیرقطبی، مانند پلی اولفین ها، به دلیل ناسازگاری و چسبندگی ضعیف در سطح مشترک دو فاز، با ضعف عملکرد مواجه شود. روش های مختلفی برای افزایش سازگاری استفاده می شوند که یکی از آن ها استفاده از سازگارکننده ها یا عوامل فعال سطحی است. موم های عامل دارشده از جمله موادی هستند که پژوهشگران طی سالیان گذشته درباره آن ها مطالعه کرده اند. ساختار اصلی موم های عامل دارشده پایه پلیمری، امتزاج پذیر بوده و گروه های عاملی فعال موجود در سطح موم می توانند با گروه های موجود در سطح مواد افزودنی برهم کنش داشته باشند. از این رو، استفاده از آن ها باعث بهبود پراکنش و توزیع ذرات افزودنی در پلیمر می شود. همچنین، این موم ها به دلیل داشتن وزن مولکولی کم قابلیت نفوذ در حفره ها و رگه های موجود در سطح افزودنی ها را دارند. در این صورت، به عنوان یک کمک سازگارکننده موفق درکنار سازگارکننده اصلی عمل می کنند. در این مطالعه، ابتدا روش های افزایش سازگاری و موارد استفاده شده بدین منظور به طور مختصر مرور می شود. سپس به طور مفصل، عملکرد موم های عامل دارشده به عنوان سازگارکننده یا کمک سازگارکننده و اثر آن ها بر خواص فیزیکی، مکانیکی و گرمایی کامپوزیت های پلیمری بررسی می شود.
کلیدواژگان: کامپوزیت های پلیمری، سطح مشترک، سازگارکننده، کمک سازگارکننده، موم عامل دار -
صفحات 14-21
در عصر حاضر، با افزایش جمعیت و پیشرفت صنعت آلودگی صوتی که منبع بسیاری از ناهنجاری های اجتماعی و شهری بوده، در حال افزایش است. افزون بر این، آلودگی صوتی باعث خستگی و کاهش بازده کارگران در محیط های کاری می شود. صوت، نوعی موج مکانیکی است که برای انتقال، نیاز به محیط دارد. پلیمرها به خاطر خواص گرانروکشسانی، به ویژه در نواحی گرانرو، انرژی موج را کاهش می دهند و از بین می برند. این کار از طریق اتلاف گرانرو انجام شده و صدا جذب می شود. مرور مقالات نشان می دهد، اضافه کردن نانوذرات باعث بهبود خواص اسفنج های پلی یورتان، به ویژه خواص آکوستیکی آن ها می شود. این نانوذرات با افزایش مسیرهای عبور صوت از نمونه پلیمری، احتمال میرایی موج صوتی را از طریق اتلاف گرانرو افزایش می دهند. با توجه به نسبت ابعادی، نانوذرات به انواع مختلفی شامل نانوذرات صفحه ای مثل گرافن و گرافن اکسید، نانوذرات لوله ای شامل نانولوله های کربنی و نانوذرات ذره ای شامل اکسیدهای فلزی مانند روی اکسید و نانورس ها تقسیم می شوند. پژوهشگران بسیاری اثر هر یک از این نانوذرات را بر جذب صوت در نمونه اسفنج پلی یورتان بررسی کرده اند. در این مقاله، ابتدا صوت و ویژگی های آن بیان شده و سپس به پلی یورتان به عنوان یکی از مهم ترین عضوهای خانواده پلیمرها پرداخته شده است. همچنین از میان شکل های مختلف پلی یورتان، اسفنج های پلی یورتان بررسی شده اند.
کلیدواژگان: آکوستیک، پلی یورتان، اسفنج، نانوذره، نانوکامپوزیت -
صفحات 22-33
در شرایط حاضر، پلی وینیل کلرید(PVC) یکی از ارزشمندترین محصولات صنعت پتروشیمی است. به طور کلی، بیش از نیمی از PVC تولیدی در ساختمان سازی استفاده می شود. در دهه های گذشته، به دلیل مزایای بسیار، به عنوان یکی از محصولات غالب به کاررفته در سامانه های فاضلاب تبدیل شده است. با این حال، از آنجا که این لوله های فاضلاب برای دهه ها در یک محیط مهاجم فاضلاب کار می کنند، اخیرا نگرانی درباره طول عمر آن ها افزایش یافته است. در این راستا، عوامل اصلی و سازوکارهای اثرگذار بر طول عمر لولهPVC ، همراه با روش های فعلی تخمین طول عمر و محدودیت های آن ها در این مقاله بحث شده است. بررسی مطالعات موردی مربوط نشان می دهد، تخریب مواد، در صورت وجود، به آرامی رخ می دهد. با این حال، بازرسی های انجام شده از برخی خطوط فاضلاب در کشورهای مختلف نشان می دهد، نقص های شدید ظاهرشده در لوله ها با شتاب زیاد و غیرمنتظره ای رشد می کند. دلیل اصلی این تفاوت بین مطالعات و عمل، این واقعیت است که آزمون جامع مواد لوله های فاضلاب PVC به ندرت در منابع یافت می شود، اگرچه برای ارزیابی قابل اعتماد وسعت تخریب و منابع آن ضروری است.
کلیدواژگان: لوله های پلاستیکی، پلی وینیل کلرید، فاضلاب، تخریب، طول عمر لوله -
صفحات 34-43
نانوکامپوزیت های گرماسخت، به دلیل استحکام و خواص فیزیکی و مکانیکی ویژه در مقایسه با مواد فلزی، کاربرد بسیاری در ساخت وسایل خانگی، الکتریکی، پوشش ها و وسایل ورزشی و بهداشتی دارند. خواص گرمایی نانو کامپوزیت های اپوکسی به چسبندگی بین نانوذرات و ماتریس بستگی دارد. همچنین، طراحی نانوکامپوزیت های اپوکسی با کیفیت و بازده زیاد و خواص فیزیکی و مکانیکی مناسب نیازمند فهم و دانش پدیده هایی است که در زمان واکنش پخت انجام می شوند. واکنش رزین اپوکسی و عامل پخت و نیز بررسی سینتیک پخت نقش مهمی در کنترل تغییر شکل ساختار و خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت ها دارد. بررسی و مطالعه پراکنش نانوذرات و انتخاب روش اختلاط مناسب، می تواند موجب بهبود واکنش پخت یا شبکه ای شدن نانوکامپوزیت های اپوکسی شود. همچنین، این کار می تواند از کلوخگی نانوذرات جلوگیری کند که بر واکنش های گرمایی اثرگذارند. نانوذرات آهن اکسید اصلاح شده باعث کاهش انرژی فعال سازی واکنش می شود و زمان واکنش پخت را کاهش می دهد. زمان و دمای واکنش، دو عامل مهم برای ارزیابی واکنش های شیمیایی پخت هستند. تحلیل مدل سازی سینتیک پخت نانوکامپوزیت های اپوکسی، راه حلی برای غلبه بر مشکلات واکنش های گرمایی است که طی واکنش های پخت روی می دهند. در این مقاله، مدل سازی سینتیک پخت نانوکامپوزیت های اپوکسی و اثر افزودن نانوذرات آهن اکسید اصلاح شده و نشده بر مقدار انرژی فعال سازی، شاخص پخت، خواص ریولوژیکی، مکانیکی و گرمایی معرفی می شوند.
کلیدواژگان: نانوذرات، آهن اکسید، رزین اپوکسی، سینتیک پخت، مدل سازی -
صفحات 44-60
کامپوزیت های تقویت شده با الیاف پیوسته، خواص مکانیکی درخور توجهی را ایجاد می کنند و ترکیب مزایای آن ها با قابلیت های فناوری چاپ سه بعدی در بسیاری از پژوهش های جدید مورد توجه واقع شده است. فناوری چاپ سه بعدی در زمینه های صنایع خودرو، هوافضا، ساختمان، فلز و آلیاژ، الکترونیک و زیست پزشکی بیشترین کاربرد را دارد. شایان توجه ترین دلیل پذیرش گسترده این فناوری، قابلیت ایجاد طرح پیچیده در حداقل مراحل فرایند با آزادی عمل در استفاده از تقویت کننده های لازم است. هدف از این بررسی، ارایه روش ها و پژوهش های متمرکز بر کامپوزیت های چاپ شده سه بعدی تقویت شده با الیاف پیوسته با استفاده از روش چاپ مدل سازی مذاب نشانی به طور خلاصه است. افزون بر این نشان داده شده است، عوامل موثر بر ساخت این کامپوزیت ها از قبیل جهت گیری الیاف، کسر حجمی الیاف و رزین و همچنین پارامترهای چاپ از قبیل چگالی تراکم داخلی، الگوی چاپ، سرعت شیپوره، ضخامت لایه، جهت ساخت و گرمای شیپوره و نوارها بر خواص مکانیکی اثر فراوان دارند. در کار حاضر، تاریخچه مختصری از چاپ سه بعدی کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با الیاف پیوسته، روش جادهی الیاف پیوسته مختلف در پلیمرهای متفاوت، خواص ریزساختار مکانیکی و نیز مدل های استفاده شده برای پیش بینی رفتار آن ها، بررسی شده است. افزون بر این، بر اساس محدودیت ها و چالش های فعلی، پژوهش های آینده تعریف شده است.
کلیدواژگان: چاپ سه بعدی، کامپوزیت، الیاف پیوسته، خواص مکانیکی، مدل سازی مذاب نشانی -
صفحات 61-83
طی سال های اخیر، نانوذرات معدنی مهندسی شده به طور گسترده در زمینه زیست پزشکی مطالعه، پژوهش و استفاده شده اند. زیرا سکوهای حاصل، استفاده از نانوذرات را در کاربردهای ترانوستیک ویژه افزایش می دهد. نوآوری در چنین نانوسامانه هایی قابلیت بالقوه توسعه شیوه ترانوستیکی را دارد که تشخیص و درمان بیماری ها را در سامانه ای خاص از طریق رویکردهای ترکیبی تصویربرداری، هدف گذاری و درمان یکپارچه می سازد تا بتوان به پزشکی شخصی سازی شده و سفارشی دست یافت. دستکاری نانوذرات مغناطیسی (MNPs)به عنوان عوامل ترانوستیک،به دلیل قابلیت منحصربه فرد آنها در هدف گیری مغناطیسی، تصویربرداری رزونانسی مغناطیسی،شیمی درمانی، هایپرترمیا، زیست جداسازی، ژن درمانی، تثبیت آنزیم ها و رهایش کنترل شده دارو در علوم مواد مورد توجه روزافزون قرار گرفته است. به منظور افزایش اثربخشی تشخیصی و درمانی، MNPها با طیف وسیعی از مواد آغشته یا عامل دار می شوند تا زیست سازگاری، پایداری و قابلیت حمل پایه بارهای (payloads)درمانی و کپسولی کردن عوامل تصویربرداری آنها بهبود به عنوان پوشش برای اطمینان از پایداری کلوییدی و یابد. پلیمرهای سنتزی و طبیعی ترجیحا پراکنش پذیری خوب آنها در سیاالت زیستی استفاده شده اند. همچنین، پلیمرهای پاسخگو به محرک به منظور عامل دارکردن MNPها برای ایجاد یک رویکرد درمانی استفاده شده اند که می تواند اثربخشی درمانی آنها را از جمله پایش بی درنگ)time-real)در سلول ها و بافت های خاص را به طور درخور ملاحظه ای بهبود دهد. این مقاله مروری، پیشرفت MNPها را با تاکید بر عامل دارشدن با استفاده از مواد زیستی غیرآلی و آلی متنوع نشان می دهد. افزون بر این، مفهوم بسیار مهمی را درباره قابلیت MNPها و همتایان کلوییدی آنها مطرح کرده است که ویژگی های جذابی برای کاربردهای ترانوستیک ارایه می دهد. درنهایت، چالش ها و محدودیت های اصلی در استفاده از MNPها برای کاربردهای پیشرفته زیست پزشکی نیز به طور جدی ارایه شده است.
-
صفحات 84-91
-
Pages 3-13
Demand for the use of polymers in different industries with different properties is increasing. However, pure polymer does not have the ability to create a wide range of desired features. To solve this problem, various additives are used, many of which are minerals. The polar nature of these additives has made them impossible to use in non-polar polymers, such as polyolefins, due to the incompatibility and poor interface adhesion. Various methods are used to increase compatibility, one of which is the use of compatibilizers. Functionalized waxes are among the materials that researchers have studied over the years. The backbone of functional waxes is miscible with a polymer, and the functional groups on the wax surface can interact with the groups present on the additive surface. Therefore, their use improves the dispersion and distribution of additive particles in the polymer. Also, due to their low molecular weight, these waxes can penetrate the pores and capillaries on the additive surface and act as a successful co-compatibilizer. In this study, first, the methods of increasing compatibility and the cases used for this purpose are briefly reviewed. Then, the performance of functionalized waxes as a compatibilizer and co-compatibilizer and their effect on the physical, mechanical, and thermal properties of the polymer composites are investigated in details.
Keywords: polymeric composite, interface, compatibilizer, co-compatibilizer, functionalized wax -
Pages 14-21
Nowadays, with the increase of population growth and development of industry, noise pollution is increasing, which has been the source of many social and urban anomalies. In addition, noise pollution causes exhaustion and decreased efficiency of workers in the workplace. Sound is a mechanical wave that requires an environment to transmit. Polymers minimize and remove wave energy due to their viscoelastic properties, especially in viscous regions. This is done through the viscous loss and the sound is absorbed. The literature review shows that the addition of nanoparticles improves the properties of polyurethane foams, especially their acoustic properties. These nanoparticles increase the sound propagation paths through the polymer sample and increase the probability of sound wave attenuation through viscous loss. Depending on the aspect ratio, nanoparticles are divided into various forms including plate-like nanoparticles such as graphene and graphene oxide, nanotubes containing carbon nanotubes and particulate nanoparticles containing metal oxides such as zinc oxide and nanoclays that examined by many researchers to study the effect of each of these nanoparticles on sound absorption in polyurethane foam samples. In this article, first the sound and its properties, then polyurethane as one of the most important members of the polymer family are discussed. Also, among the various forms of polyurethane, polyurethane foams is reviewed.
Keywords: Acoustics, polyurethane, foam, nanoparticle, Nanocomposite -
Pages 22-33
Currently, polyvinyl chloride (PVC) is one of the most valuable products in the petrochemical industry. In general, more than half of the PVC products is used in construction. In recent decades, due to its many advantages, it has become one of the dominant products used in sewage systems. However, as these sewer pipes have been operated in an aggressive environment for decades, concerns about their longevity have recently increased. In this regard, in this article, the main factors and mechanisms affecting the service life of PVC pipe, along with current methods for estimating their service life and their limitations are discussed. Investigation of related case studies shows that material degradation, if present, occurs slowly. However, inspections of some sewer lines in different countries show that severe defects in the pipes are growing at a rapid and unexpected rate. The main reason for this difference between studies and practice is the fact that a comprehensive test of PVC sewer pipe materials is rarely found in sources, although it is necessary to reliably assess the extent of degradation and its sources.
Keywords: plastic pipes, Polyvinyl chloride, sewer, degradation, pipes lifetime -
Pages 34-43
Thermoset nanocomposites, due to their strength and special physical and mechanical properties compared to metal materials, are widely used in the manufacture of household appliances, electrical appliances, coatings and sports equipment, and sanitary wares. The thermal properties of epoxy nanocomposites depend on the adhesion between the nanoparticles and matrix. Also, designing high quality and efficient epoxy nanocomposites with suitable physical and mechanical properties requires understanding the phenomena that occur during the curing reaction. The reaction of epoxy resin and curing agent as well as the study of curing kinetics play an important role in controlling the deformation of the structure and physical and mechanical properties of the composites. Investigating the dispersion of nanoparticles and selecting the appropriate mixing method can improve the curing reaction or crosslinking of epoxy nanocomposites. It can also prevent the agglomeration of nanoparticles, that affect thermal reactions. Modified iron oxide nanoparticles reduce the reaction activation energy and the curing time. Reaction time and temperature are two important factors for evaluating chemical curing reactions. Modeling analysis of curing kinetics of epoxy nanocomposites is a solution to overcome the problems of thermal reactions that occur during the curing reactions. In this paper, the curing kinetics modeling of epoxy nanocomposites and the effect of adding modified and unmodified iron oxide nanoparticles on the amount of activation energy, curing index, and rheological, mechanical and thermal properties are introduced.
Keywords: nanoparticles, iron oxide, epoxy resin, Curing Kinetics, modeling -
Pages 44-60
Fiber reinforced composites offer exceptional directional mechanical properties, and the combination of their advantages with the capability of 3D printing has been resulted in many innovative research fronts. Three-dimensional printing technology is most widely used in automotive, aerospace, building, metal and alloy, electronics and biomedical industries. The most notable reason for the widespread acceptance of this technology is the ability to create intricate design at minimized process steps with the freedom to fabricate reinforcement as required. This review aims to summarize the methods and findings of research conducted on 3D-printed continous fiber reinforced composites by fused deposition modeling (FDM). It is shown that factors affecting the fabrication of these composites such as fiber orientation, fiber volume fraction and stacking sequence as well as, printing parameters such as infill density, infill pattern, nozzle speed, layer thickness, built orientation, nozzle and bed temperatures have a great effect on mechanical properties. In the present paper, a brief history of the three-dimensional printing of continous fiber reinforced composites, mechanism of embedding different continuous fibers into different plastics and their microstructural and mechanical properties including predicting models have been reviewed. In addition, future research is defined based on current constraints and challenges.
Keywords: composite, Three-Dimensional Printing, Continuous Fiber, mechanical properties, fused deposition modeling
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.