فهرست مطالب

پژوهش و توسعه فناوری پلیمر ایران - سال ششم شماره 4 (پیاپی 24، زمستان 1400)

مجله پژوهش و توسعه فناوری پلیمر ایران
سال ششم شماره 4 (پیاپی 24، زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/12/24
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مینا علیزاده اقدم* صفحات 5-14

    گرماسنج روبشی تفاضلی (DSC) به طور گسترده برای تعیین بلورینگی پلیمرهای نیمه بلورین به کار می رود. گرمای ذوب نمونه پلیمری معمولا با اندازه گیری مساحت بین منحنی گرماگیر ذوب و خط پایه که به صورت دلخواه و خطی از ابتدا تا پایان منحنی ذوب ترسیم می شود، محاسبه می شود. خط پایه ای که به این صورت تعیین می شود، مفهوم فیزیکی ندارد. خط پایه صحیح در واقع همان ظرفیت حرارتی نمونه نیمه بلورین است که هم با افزایش دما و هم با تغییر بلورینگی تغییر می کند و نمی تواند خطی باشد. لذا در اغلب موارد، نتایج بستگی زیادی به تخمین کاربر از خط پایه صحیح دارد. از مقایسه آنتالپی یا گرمای ذوب اندازه گیری شده با گرمای ذوب پلیمر کاملا بلورین، درجه بلورینگی نمونه تعیین می شود. باید توجه کرد که آنتالپی، کمیتی وابسته به دما است. ذوب بخش های بلورین نمونه پلیمری در دماهایی متفاوت و پایین تر از دمای ذوب پلیمر کاملا بلورین انجام می شود. به این ترتیب، مقایسه آنتالپی ذوب نمونه نیمه بلورین و کاملا بلورین که در دماهای مختلفی تعیین شده اند، صحیح نیست. در این کار، نحوه تعیین یک خط پایه صحیح برای منحنی گرماگیر ذوب در نمودار حرارت دهی DSC و نیز تابعیت دمایی آنتالپی ذوب مورد بررسی قرار می گیرد که منجر به تعیین دقیق تر بلورینگی و تابعیت دمایی آن می شود.

    کلیدواژگان: پلیمر، بلورینگی، گرماسنج روبشی تفاضلی، گرمای ذوب، خط پایه
  • زهرا احمدی، فاطمه رفیع منزلت*، غلامعلی کوهمره صفحات 15-24

    تاکنون مطالعات زیادی در راستای توسعه نانوکامپوزیت های پلیمر/ نقاط کوانتومی صورت ‌گرفته است. پلیمرهای شفاف در بخش مریی طیف الکترومغناطیسی می‌توانند با ساختارهای مختلف با هدف فراهم آوردن خواص مکانیکی خوب و حفظ پایداری نوری نقاط کوانتومی در این نانوکامپوزیت ها مورد استفاده قرار گیرند. نقاط کوانتومی با ابعاد نانومتری دارای ویژگی‌های قابل‌ توجه نوری و الکترونیکی هستند که می‌توان به پایداری نوری، عمر طولانی درخشندگی آنها، طیف جذبی پیوسته و پهن، طیف نشری باریک و بازده کوانتومی فلویورسانسی بزرگ اشاره کرد. وقتی ‌که ابعاد مواد در مقیاس اتمی کوچک می‌شود و به نقاط کوانتومی تبدیل می‌شوند، خواص آن ها بسیار متفاوت از حالت توده است که فرصت‌های جدیدی را برای کاربردهای متنوع در زمینه پزشکی، زیست محیطی، انر‌‌ژی، کاتالیزور ها، لیزر، انواع حسگرها و آنالیزگرها، دیودهای ناشر نور و... فراهم کرده است. کاربردهایی مانند سامانه‌های رهایش دارو، تصویربرداری زیستی، حسگرها، نورگرمادرمانی و فتودینامیک درمانی، غشاهای پلیمری در جداسازی و تصفیه، سلول های خورشیدی و... جهش های نوینی را در علوم و صنایع کوانتومی ایجاد کرده اند. در این مقاله، پس از معرفی نقاط کوانتومی، ویژگی ها و روش سنتز آن ها، به نحوه طراحی انواع مختلف نانوکامپوزیت های پلیمر/نقاط کوانتومی پرداخته شده و سپس بر کاربردهای پزشکی آن ها تمرکز خواهیم داشت.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت های پلیمر، نقاط کوانتومی، سامانه های رهایش دارو، تصویربرداری زیستی، نورگرمادرمانی، فتودینامیک درمانی
  • امیرحسین یزدان بخش صفحات 25-34

    پلیمرها به دلیل خواص مکانیکی خوب و متنوع، چگالی پایین، قیمت مناسب، خواص ویژه عالی و دسترسی آسان به-ویژه در کشور ایران با منابع عظیم نفتی، رفته رفته جای مواد معدنی و فلزی را در صنایع مختلف گرفته‌اند که صنعت شیلات نیز از این قاعده مستثنی نیست. در کشور ایران با توجه به ظرفیت‌های موجود به ویژه در شمال و جنوب کشور، اجرای طرح پرورش ماهی در قفس از سیاست های مهم و جدی شیلات است. پرورش ماهی در قفس‌های پلی-اتیلن در دهه‌های اخیر با توجه به مزایای خاص خود مورد توجه اکثر کشورهای دنیا قرار گرفته است. در این مقاله به معرفی قفس پرورش ماهی پلی اتیلنی پرداخته شده و همچنین اجزا، عملکرد و مزایای آن شرح داده شده است. با توجه به تنوع خواص پلیمرها، می‌توان در کنار بدنه اصلی پلی اتیلنی، اکثر اجزای دیگر را نیز از دیگر پلاستیک‌ها ساخت و بدین وسیله و با چاشنی ابتکار و نوآوری برخی محدودیت‌های قفس پلی اتیلنی را نیز مرتفع ساخت که این موارد نیز تشریح شده‌اند. همچنین مزایای پلی اتیلن نسبت به ایده‌های دیگر برای ساخت قفس پرورش ماهی (چوب و فولاد) بیان شده و ماتریس مقایسات زوجی معیارهای رقابتی و مقایسه پلی اتیلن با چوب و فولاد گزارش شده و نهایتا توجیه اقتصادی استفاده از قفس پرورش ماهی پلیمری تبیین شده است.

    کلیدواژگان: قفس پرورش ماهی، پلیمر، پلی اتیلن، شیلات
  • رسول محسن زاده صفحات 35-39

    پلی استال، پلاستیک مورد استفاده برای ساخت براکت سپر است. ازآن جایی که پلی استال در گروه پلاستیک های مهندسی قرار می گیرد و تمامی گریدهای آن در تولید قطعات حساس بخش های مختلف صنعتی به مصرف می رسند، مقاومت به ضربه یکی از مهم ترین خواص مورد انتظار از پلی استال ها است. پلی استال با توجه به ریزساختار بلوری و همچنین نوع بافت بلوری خود، در برابر ضربه عملکرد ضعیفی از خود نشان می دهد. وضعیت وقتی نگران کننده تر می شود که بدانیم پلی استال در گروه پلاستیک های حساس به شکاف (Notched) نیز قرار دارند و چنانچه در زمان تولید یا کاربری، شکافی در قطعه ایجاد شود، مقاومت به ضربه آن نسبت به نمونه بدون شکاف کمتر می شود. با توجه به اینکه براکت سپر در معرض ضربه قرار دارد، بنابراین چنانچه جنس این قطعه از نظر چقرمگی بهبود یابد، باعث کاهش آسیب جلوبندی خودرو در تصادفات خواهد شد. از جمله راهکار افزایش چقرمگی پلی‌استال، آمیخته‌سازی با لاستیک است. ترموپلاستیک پلی‌یورتان (TPU) به دلیل سازگاری مناسب با پلی‌استال، کاربرد بیشتری در آمیخته سازی با پلی‌استال و افزایش چقرمگی آن دارد. با‌این‌حال، افزودن TPU در زمینه پلی‌استال منجر به کاهش استحکام می‌شود. بنابراین، برای بهبود هم زمان استحکام و چقرمگی، از تقویت کننده‌ها استفاده شده است. تقویت کننده‌های استفاده شده در آمیخته POM-TPU، شامل الیاف شیشه و همچنین نانوذرات همچون نانوذرات خاک رس و نانوذرات کربنات‌کلسیم است.

    کلیدواژگان: براکت سپر، پلی استال، ترموپلاستیک پلی یورتان، چقرمگی
  • مهرنوش محمدی* صفحات 41-49

    اسمز معکوس در بین دیگر فرایندهای غشایی محبوبیت بیشتری دارد؛ به طوری که پیش بینی شده است که ارزش بازار جهانی آن تا سال 2026 به 5 میلیارد دلار برسد. عدم استفاده از مواد شیمیایی، مقاومت مکانیکی بالا تعمیر، نگه داری و توسعه آسان از ویژگی های غشای اسمز معکوس است. غشای سلولزاستات قدیمی ترین نوع غشای اسمز معکوس است که شامل یک لایه بالایی روی یک لایه متخلخل پشتیبان است که با افزایش درجه استیل دار شدن، انتخاب پذیری و شار عبوری از غشا نیز افزایش پیدا می کند. غشای لایه نازک کامپوزیتی در ترکیب با پلی آمید ضعف¬های غشای سلولزاستات را کاهش داده است. ساختار غشای لایه نازک کامپوزیتی- پلی آمیدی شامل لایه انتخاب پذیر نازک روی پشتیبان متخلخل است. لایه پشتیبان خواص مکانیکی غشا را افزایش می دهد. استفاده از نانوذرات و نانو لوله های کربنی در ساختار غشای لایه نازک می تواند به طور قابل توجهی سبب افزایش شار عبوری از غشا با حفظ میزان حذف املاح شود. نمک زدایی از آب لب شور و دریا، کاهش سختی آب ورودی به دیگ بخار، تصفیه پساب نفتی، حذف فلزات سنگین و... تعدادی از کاربردهای غشای اسمز معکوس است. در این مقاله به جنس، کاربرد و توسعه های اخیر غشاهای اسمز معکوس پرداخته شده است.

     

    کلیدواژگان: غشای اسمز معکوس، سلولزاستات، لایه نازک کامپوزیتی، پلی آمید، نانوذرات
  • علی عباسیان*، بیتا کاظمی نژاد صفحات 51-61

    شکل‌گیری رشته مهندسی بسپار در دنیا، از یک سو خاستگاه‌های صنعتی داشته و از سوی دیگر به واسطه تلاش‌های پژوهشگران دانشگاهی این حوزه بوده است. اما مسئله اصلی این است که به دلیل همین پراکندگی و فصل مشترکی که حوزه بسپار با سایر حوزه‌ها داشته، برنامه‌های آموزشی ارایه شده در دانشگاه‌ها در این حوزه عموما به صورت گرایشی از علوم دیگر بوده و تنها در چند دهه اخیر بوده است که این رشته به صورت مستقل در دانشگاه‌های دنیا ارایه شده است. همزمان مباحث دیگری نیز برای بازاندیشی رشته‌های مهندسی توسط ابتکاراتی مانند CDIO (کوته‌نوشت concieve (درک)، Design (طراحی)، Implement (پیاده‌سازی) و Operation (اجرا)) مطرح شده است که تمرکز را از پژوهش‌محوری به عملی شدن منتقل کرده است تا به این ترتیب شرایط تربیت نیروی انسانی متخصص برای صنایع فراهم شود. این مطالعه ابتدا با بررسی تاریخچه شکل‌گیری رشته مهندسی بسپار در دانشگاه‌های دنیا، حوزه‌های گوناگون آن را شفاف کرده‌ و با بهینه‌کاوی 61 برنامه آموزش مهندسی بسپار یا گرایش‌های آن از دانشگاه‌های سراسر دنیا حوزه‌های فعلی آموزش بسپارها و همچنین اهداف یادگیری مهندسی بسپار را مشخص کرده است. سپس با انجام یک پیمایش میدانی در میان اساتید دانشکده‌های مهندسی پلیمر، شیمی و مواد دانشگاه‌های ایران، اهداف آموزش بسپار در ایران به لحاظ مطلوبیت (در نیازمندی‌های صنعت) و انطباق (با سرفصل‌های آموزشی فعلی) گردآوری شده است. در نهایت با توجه به نتایج این بررسی‌ها، پیشنهادهای لازم برای بهبود برنامه درسی یکپارچه آموزش مهندسی پلیمر در ایران، از دو منظر ساختار و گرایش‌ها و هم چنین انطباق محتوا با اهداف آموزشی ارایه شده است.

    کلیدواژگان: آموزش بسپار، علوم و مهندسی بسپار، اهداف یادگیری مهندسی بسپار، ابتکار CDIO، برنامه درسی یکپارچه