فهرست مطالب

علوم و تکنولوژی پلیمر - سال سی و پنجم شماره 2 (پیاپی 178، خرداد و تیر 1401)

دو ماهنامه علوم و تکنولوژی پلیمر
سال سی و پنجم شماره 2 (پیاپی 178، خرداد و تیر 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/07/20
  • تعداد عناوین: 6
|
  • بهزاد محمدی، امیر ارشاد لنگرودی، غلامرضا مرادی*، عبدالرسول صفاییان، فرناز حیران کهنمویی صفحات 97-109

    فرضیه : هدف از این مطالعه، تمرکز بر بهبود خواص آکوستیکی و مکانیکی اسفنج های پلی یورتان اصلاح شده با درصدهای مختلف (1.2-0%wt) الیاف پشم ‏سنگ است که طی فرایند پلیمرشدن سنتز شدند.روش ها: به منظور ساخت کامپوزیت‏ های آکوستیک، ارتباط بین پارامترهای غیرآکوستیکی (مقاومت جریان هوا، تخلخل، چگالی و درصد الیاف تقویت‏ کننده) و ریزساختاری با مقدار ضریب جذب صوت بررسی شد. اندازه‏ گیری ضریب جذب صوت با لوله‏ امپدانس دومیکروفنی در محدوده‏ بسامد  63Hz تا 6400Hz مطابق با استاندارد ISIRI 9803 بدون شکاف هوا در پشت نمونه انجام شد. شکل شناسی ساختار فیزیکی و استحکام کششی به ترتیب با میکروسکوپی الکترونی پویشی گسیل میدانی (FE-SEM) و آزمایش استحکام کششی بررسی شد. اندازه‏ گیری پارامترهای غیرآکوستیکی شامل تخلخل و مقاومت جریان هوا (AFR) به ترتیب با آزمون تخلخل سنجی و روش ارشمیدس انجام شد. یافته ها: نتایج نشان داد، افزایش درصد الیاف پش م‏سنگ در اسفنح پلی‏ یورتان، سبب افزایش سختی سطح اسفنج شده است و ضریب جذب صوت در همه محدوده بسامدی برای همه‏ نمونه ‏های مطالعه شده افزایش یافت. بیشترین ضریب جذب صوت را نمونه های اسفنج کامپوزیت الیاف-پلی یورتان %1.2wtدر محدوده بسامد  4000-2000Hz نشان دادند. این افزایش در ضریب جذب صوت احتمالا مرتبط با کوچک شدن اندازه منفذ با افزایش مقدار الیاف در ترکیب با اسفنج پلی‏ یورتان حاصل از نتایج شکل شناسی است. با تغییر مقدار الیاف تقویت کننده، خواص مکانیکی اسفنج ها (استحکام کششی) بررسی شد. نتایج نشان داد، استحکام کششی اسفنج های کامپوزیت با اضافه کردن الیاف به طور شایان توجهی بهبود یافت. در نهایت تحلیل رگرسیون برای بررسی ارتباط بین پارامترهای غیرآکوستیکی (شامل مقاومت جریان هوا، تخلخل، چگالی و مقدار پرکننده ‏های الیافی) و ضریب جذب صوت انجام شد که تناسب نسبتا خوبی بین داده های تجربی و آماری حاصل شد. داده ها و نتایج این مطالعه نشان داد، این اسفنج های کامپوزیتی را می توان برای کاهش صدا به کار برد.

    کلیدواژگان: ضریب جذب صوت، پارامترهای غیرآکوستیکی، الیاف پشم‏ سنگ، اسفنج کامپوزیت، خواص مکانیکی
  • سعیده سادات میردامادی، سید عبدالکریم حسینی راوندی*، افسانه ولی پوری، لاله قاسمی مبارکه صفحات 111-125

    فرضیه : نخ های نانوالیاف تولیدشده از رشته های تابیده پلیمرهای الکتروریسی شده مانند نایلون، خواص مکانیکی قابل قبولی را به عنوان بخیه نشان می دهند. استفاده از زیست پلیمرهایی مانند لیگنین با داشتن خواص جالبی مانند زیست سازگاری، ضداکسندگی، ضدباکتریایی و قابلیت دارورسانی در ساختار نخ های نانولیفی می توانند خواص نخ بخیه را بهبود بخشند. نخ های نانولیفی دارای لیگنین می توانند در صورت داشتن استحکام قابل قبول، به عنوان نخ بخیه دارورسانی زیست سازگار استفاده شوند.روش ها: نخ نانولیفی نایلونی و نخ نانولیفی هیبریدی نایلون-لیگنین-پلی(اتیلن اکسید) (N/L/P) و شکل بارگذاری شده دارویی آن با روش الکتروریسی تولید شدند. شرایط الکتروریسی بهینه شد و خواص مکانیکی نخ تولیدشده با نخ نانولیفی نایلونی مقایسه شد. استحکام نخ هیبریدی گره دار (گره مربعی و گره جراحی) با سه سطح پیچش متفاوت بررسی و مقایسه شد. وجود لیگنین و دارو در نخ نانولیفی نایلونی N/L/P با طیف سنجی FTIR اثبات شد. شکل شناسی نخ تولیدشده، سازوکار گسیختگی و تخریب آن با میکروسکوپی FE-SEM بررسی شد. سرعت تخریب نخ در محیط بافر فسفات مطالعه شد. خواص دارورسانی و سازوکارهای رهایش دارو نیز با بارگذاری دارو در نخ نانولیفی N/L/P ارزیابی شد. یافته ها: مقایسه آماری N/L/P و نخ نانولیفی نایلونی نشان داد، تفاوت معنی داری در استحکام آن ها وجود ندارد. آزمایش گسیختگی نشان داد، نانونخ هیبریدی در مقایسه با گسیختگی تک مرحله ای نخ نانولیفی نایلونی، دارای گسیختگی تک مرحله ای است. نخ هیبریدی درصد تخریب %46.13 را در 60min نشان داد، در حالی که رهایش دارو از نخ دارای دارو حدود % 97 پس از 4h بود. نتایج نشان داد، نخ نانولیفی N/L/P می تواند به عنوان نخ بخیه دارورسان با استحکام مکانیکی خوب و در رهایش کوتاه مدت دارو به کار گرفته شود.

    کلیدواژگان: نخ بخیه، نخ نانولیفی، لیگنین، الکتروریسی، رهایش دارو
  • فاطمه زمانی*، محمد امانی تهران، مسعود لطیفی صفحات 127-138
    فرضیه

    خواص فیزیکی لایه نانولیفی الکتروریسی شده اثر بسزایی بر رفتار لایه در برهم کنش با سطوح دیگر همچنین بر کارایی آن در کاربردهای مختلف دارد. بنابراین تعیین و پیش بینی این خواص ساختاری با استفاده از عامل های کنترل پذیر در فرایند الکتروریسی اهمیت ویژه ای خواهد داشت. بر این اساس در این پژوهش با استفاده از روابط ریاضی هر یک از خواص ساختاری لایه نانولیفی شامل تخلخل لایه، قطر و تخلخل الیاف تخمین زده شد. همچنین با استفاده از روش سطح پاسخ، یک مدل آماری برای پیش بینی و بهینه سازی عامل های ورودی و مقدار تخلخل لایه و لیف ارایه شد.

    روش ها

    برای تولید لایه های نانولیفی از پلی(لاکتیک -گلیکولیک اسید) استفاده شد. پس از تعیین و بهینه سازی مجموعه عوامل اثرگذار فرایند الکتروریسی بر خواص ساختاری لایه، هجده نوع لایه نانولیفی تهیه شد. با در نظرگرفتن اثر ترکیبی سه عامل الکتروریسی شامل غلظت محلول، سرعت خطی جمع کننده و رطوبت محیط، از روش سطح پاسخ برای بهینه سازی و از رگرسیون به منظور مدل سازی و تعیین رابطه بین متغیرها استفاده شد.

    یافته ها

    در بررسی روابط ریاضی حاصل بین عامل های ورودی و مشخصه های ساختاری لایه می توان بیان داشت، غلظت محلول موثرترین عامل بر قطر الیاف و تخلخل لایه است و سرعت جمع کننده موثرترین عامل بر تخلخل الیاف است. در بررسی مدل های سطح پاسخ، مقادیر بهینه عامل های اولیه به ترتیب برای غلظت محلول، درصد رطوبت محیط و سرعت جمع کننده بر اساس مدل طراحی شده تخلخل لیف، به ترتیب عبارت از 2w/v%، %45 و o.4m/s هستند و بر اساس مدل طراحی شده تخلخل لایه، عبارت از 3w/v%، %45 و 2.4m/s هستند. مقدار پاسخ بهینه پیش بینی شده برای تخلخل لیف و تخلخل لایه نیز به ترتیب عبارت از 0.342 و 0.989 است که اختلاف چندانی با مقادیر تجربی حاصل از این نقاط ندارند. لایه نانولیفی معرفی شده به کمک هر یک از این مدل ها، بیشترین تخلخل را ایجاد کرده است.

    کلیدواژگان: لایه نانولیفی، الکتروریسی، خواص فیزیکی، بهینه سازی، تخمین روابط ریاضی
  • پریا حسن زاده، پروین غربانی*، فهیمه درخشانفرد، بهناز معمار ماهر صفحات 139-149
    فرضیه

    ترکیبات دارویی، مواد دارویی و متابولیت های آن ها از راه فاضلاب های خانگی، بیمارستانی و صنایع دارویی وارد محیط زیست می شوند. فناوری های متداول قابلیت تصفیه کامل چنین پساب هایی را ندارند. بنابراین چنین ترکیبات به وفور در آب یافت می شوند. تاکنون از روش های مختلف شیمیایی، فیزیکی و زیستی برای حذف ترکیبات دارویی از محلول های آبی استفاده شده است. در این پژوهش، ابتدا غشای کیتوسان-کربن نیترید گرافیتی-پلی (وینیلیدن فلویورید) (PVDF/g-C3N4) به عنوان غشای جدید و کارآمد تهیه شده و کارایی آن در حذف سفیکسیم از محلول های آبی با روش سطح پاسخ بررسی شد.

    روش ها

    غشای کیتوسان-PVDF/g-C3N4 با غوطه وری غشای PVDF/g-C3N4 در محلول دارای غلظت های مختلفی از کیتوسان تهیه شد. برای بررسی کارایی غشای کیتوسان-PVDF/g-C3N4 در حذف سفیکسیم از محلول های آبی، از روش سطح پاسخ بر اساس طرح مرکب مرکزی استفاده شد. چهار متغیر درصد کیتوسان، مقدار g-C3N4، وpH محلول و غلظت سفیکسیم به عنوان متغیرهای وابسته انتخاب شدند. برای محاسبه چهار متغیر وابسته از الگوی درجه دوم استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد، از بین متغیرهای بررسی شده، کیتوسان به دلیل تبدیل غشای پلی(وینیلیدن فلویورید) به نوع آب دوست، اثر عمده ای بر خواص ساختاری غشای کیتوسان-PVDF/g-C3N4 تهیه شده دارد. طبق نتایج، حداکثر حذف سفیکسیم (حدود %81.34) در pH برابر 4.42، %3.19 از کیتوسان، 0.11g  از g-C3N4 و 42.51mg/L از سفیکسیم به دست آمد. نتایج بهینه سازی، اختلاف کمی بین مقدارهای پیش بینی شده (%81.34) و تجربی (%78.21) نشان داد. همچنین ضریب هم بستگی زیاد مدل درجه دوم (%99.41) نشان داد، روش سطح پاسخ قابلیت حذف سفیکسیم را با تعداد کمی از آزمایش ها، به خوبی پیش بینی و بهینه سازی کرده است. نتایج تجربی حاکی از کارآمدی غشای کیتوسان- PVDF/g-C3N4 در حذف سفیکسیم از محلول های آبی است.

    کلیدواژگان: سطح پاسخ، حذف سفیکسیم، PVDF اصلاح شده، غشای کیتوسان-PVDF، g-C3N4، بهینه سازی
  • مهرداد اسدالهی، حسین فشندی* صفحات 151-162
    فرضیه

    امروزه دسترسی نداشتن به آب شیرین به مشکل جدی برای مردم دنیا تبدیل شده است. یافتن روش مناسبی برای حل این مشکل، توجه پژوهشگران بسیاری را جلب کرده است. در سال های اخیر، الکتروریسی به عنوان روش متداول برای تهیه غشاهای نانولیفی به کار گرفته شده است. 

    روش ها

    غشای نانولیفی آب گریز و روغن گریز (اومنیفوبیک) ساخته شده از پلی (وینیلیدن فلویورید) (PVDF) با روش الکتروریسی تهیه شد. سطح غشای نانولیفی با پلیمرشدن پلاسمای کم فشار اصلاح شد ابتدا، سطح غشا با استفاده از پلاسمای گاز آرگون به منظور ایجاد رادیکال های آزاد روی زنجیرهای پلیمری فعال شد. سپس، مونومر پرفلویورودسیل آکریلات روی سطح نانوالیاف در محیط پلاسمای کم فشار پلیمر شد. عملکرد بلندمدت غشای نانولیفی اومنیفوبیک تهیه شده، در ماژول تقطیر غشایی دارای فاصله هوا (AGMD) ارزیابی شد. بدین منظور، از محلول آب نمک (%wt 3.5) دارای 0.2mM سدیم دودسیل سولفات به عنوان محلول خوراک استفاده شد.

    یافته ها

    با اندازه گیری زاویه تماس قطره های ایزوپروپانول، روغن موتور، نفت سفید و آب به ترتیب 120، 126، 127 و °140، ویژگی اومنیفوبیک غشا تایید شد. در ماژول تقطیر غشایی دارای شکاف هوا، غشای اصلاح نشده پس از گذشت 25min  تر و غیرقابل استفاده شد. در حالی که در غشای اصلاح شده پس از گذشت 300min پس زنی نمک %98 حفظ شد. به بیان دقیق تر، در مقایسه با غشای اصلاح نشده، عملکرد بلندمدت غشای اصلاح شده و مقاومت آن در برابر ترشدن 12 برابر بهبود یافت. در این پژوهش، روشی کارآمد و نسبتا ساده برای اصلاح سطح الیاف الکتروریسی شده PVDF با استفاده از پلیمرشدن مونومر پرفلویورودسیل آکریلات تحت پلاسمای کم فشار ارایه شد. غشای اصلاح شده می تواند به منظور شیرین سازی آب با استفاده از روش تقطیر غشایی دارای فاصله هوا مورد توجه قرار گیرد.

    کلیدواژگان: غشای نانو لیفی، الکتروریسی، اومنیفوبیک، پرفلوئورو دسیل اکریلات، پلیمرشدن پلاسمای کم فشار
  • شکوفه حکیم*، مهدی نکومنش حقیقی، هنگامه هنرکار صفحات 163-174
    فرضیه

    1-بوتن مازاد در واحدهای پلی اولفین ایران وجود دارد. با توجه به خواص پلی بوتن-1 تک سوآرایش، شامل مقاومت زیاد در برابر خزش، مقاومت در برابر ترک های ناشی از تنش محیطی، بازگشت پذیری کشسان عالی و مقاومت خوردگی شیمیایی خوب نیاز به بومی سازی آن در کشور وجود دارد.

    روش ها

    با استفاده از کاتالیزگر زیگلر-ناتای صنعتی، پلی بوتن-1 با روش پلیمرشدن کویوردیناسیونی 1-بوتن به کمک کاتالیزگر تری اتیل آلومینیم (TEAL) درون هگزان سنتز شد. از الکترون دهنده خارجی سیکلوهگزیل متیل دی متوکسی سیلان استفاده شد. با تغییر فشار مونومر از  1bar تا 1.7barو مقدار هیدروژن از 0.01L  تا 0.13L  گستره ای از خواص برای نمونه های سنتزشده به دست آمد.

    یافته ها

    بیشترین مقدار فعالیت و شاخص تک سوآرایشی در 0.06 هیدروژن و فشار مونومر1.4bar، به ترتیب برابر با kgPB-1/gTi.barB-1 24.76 و %97 به دست آمد. نمونه هایی با متوسط وزن مولکولی وزنی  149500g/molتا  913000g/mol، شاخص پراکندگی وزن مولکولی 2.49 تا 4.29 شدت جریان مذاب 0.19 تا بیش از 100 و چگالی 0.876g/cm3  تا 0.911g/cm3 برای شکل بلوری I و شاخص تک سوآرایشی %81 تا %97 سنتز شد. بیشترین شاخص پراکندگی وزن مولکولی (توزیع پهن) به نمونه سنتزشده با فشار مونومر 1.4و 0.1L هیدروژن و کمترین شاخص تک سوآرایشی به نمونه سنتزشده با فشار مونومر  1bar و مقدار هیدروژن 0.13L مربوط است. قابلیت این کاتالیزگر در مقایسه با نتایج سایر پژوهش ها تولید محصول با توزیع وزن مولکولی باریک تر است. مقایسه خواص مکانیکی تنش در نقطه پارگی و مقدار ازدیاد طول تا پارگی با نتایج سایر کارهای پژوهشی نشان دهنده افزایش مقدار ازدیاد طول تا پارگی است. با گسترش شرایط عملیاتی تنوع نوع و تجاری سازی امکان پذیر است.

    کلیدواژگان: پلی بوتن-1، پلیمر شدن، خواص فیزیکی، زیگلر-ناتا، تک سوآرایش
|
  • Behzad Mohammdi, Amir Ershad, Gholamreza Moradi *, Abdolrasoul صفاییان, Farnaz Heyran Kahnamuei Pages 97-109

    Hypothesis: The goal of the study was to focus on improving the acoustic and mechanical properties of polyurethane foams doped with rock wool fibers, at different percentages (rock wool fiber) (0-1.2% by wt), that were synthesized using the polymerization process.

    Methods

    In order to fabricate acoustic composites, the relationship between non-acoustical parameters (airflow resistivity, porosity, density, and percentage of reinforcing fibers) and microstructure with sound absorption coefficient (SAC) was investigated. SAC was measured using a two-microphone impedance tube in the frequency range of 63-6400 Hz according to the ISIRI 9803 standard without an air gap behind the sample. Physical structure morphology and tensile strength were investigated using field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and tensile strength test, respectively. Non-acoustic measurements including porosity and air flow resistance (AFR) were performed using porosimetry test (BET) test, and Archimedes method. 

    Findings

    The results showed that increasing the RF amount in the polyurethane foam increased the hardness of the foam surface, and the SAC increased in all frequency range on all the studied samples. The highest SAC was shown by fiber-polyurethane composite foam (2% by wt) sample in the frequency range of 2000-4000 Hz. This increase in the sound absorption coefficient is probably related to the reduction in pore size with the increase in the amount of fibers in polyurethane foam, as shown by the morphological results. The mechanical properties (tensile strength) of foams were investigated by changing the amount of reinforcing fibers. The results showed that the tensile strength of composite foams significantly improved by adding fibers. Eventually, regression analysis was performed to investigate the relationship between non-acoustic parameters (airflow resistivity, porosity, density, and percentage of reinforcing fibers) and SAC. A relatively good fit between the experimental and statistical data was obtained. The data and results of this study showed that composite foams can be used to reduce noise.

    Keywords: sound absorption coefficient: non, acoustical parameters: rock wool fiber: composite foam: mechanical properties
  • Saeedeh Sadat Mirdamadi, Seyed Abdolkarim Hosseini *, Afsaneh Valipouri, Laleh Ghasemi-Mobarakeh Pages 111-125

    Hypothesis: Nanofibrous yarns produced from twisted strings of electrospun polymers like nylon showed acceptable mechanical properties as sutures. Using biopolymers such as lignin with interesting properties like biocompatibility, antioxidant, anti-bacterial, and drug delivery ability in the form of nanofibrous yarns could improve suture yarn properties. Nanofibrous yarns containing lignin could be used as biocompatible drug delivery suture yarn when having an acceptable strength.

    Methods

    Nylon nanofibrous yarn, nylon-lignin-polyethylene oxide (N/L/P) hybrid nanofibrous yarn and its drug-loaded form were produced using the electrospinning method. The electrospinning conditions were optimized and the mechanical properties of the produced yarn were compared to a nanofibrous nylon yarn. The strength of knotted hybrid yarn (square knot and surgeon knot) with three different twist levels was examined and compared with each other. The presence of lignin and drug in N/L/P nanoyarn was proved using FTIR spectroscopy. The morphology of the produced yarn, its rupture mechanism, and degradation are studied by FESEM microscopy. The degradation rate of yarn was examined in a phosphate buffer medium. Drug delivery properties and drug release mechanisms are also investigated by loading a drug in N/L/P nanoyarn.   

    Findings

    Statistical comparison between N/L/P and nylon nanofibrous yarn showed that there is no significant difference in their strength. The rupture test showed that the hybrid nanoyarn has a two-stage rapture compared to the single-stage rapture of nylon nanoyarn. The hybrid yarn showed a degradation percentage of 46.13% in 60 min, while the drug release from the drug-loaded yarn was about 97% after 4 h. In conclusion, the results showed that the N/L/P nanofibrous yarn can be used as a drug delivery suture with good mechanical strength and a proper drug release profile for a short period of time.

    Keywords: thread, Nanofibrous yarn, lignin, electrospinning, drug release
  • Fatemeh Zamani *, Mohammad Amani-Tehran, Masoud Latifi Pages 127-138
    Hypothesis

    The physical properties of electrospun nanofibrous mats have a significant effect on the behavior of electrospun mat in interaction with other surfaces, as well as on its efficiency in various applications. Therefore, determining and predicting these structural properties using controllable factors in the electrospinning process are of particular importance. On this basis, in the present research each of the structural properties of nanofibrous mat, including mat porosity, diameter and porosity of fiber, were estimated using mathematical relationships. Also, the prediction and optimization of input factors and the porosity of the mat and fibers were performed using the response surface methodology (RSM).

    Methods

    Poly(lactic-glycolic-acid) was used to produce nanofibrous mats. After the determination and optimization of the electrospinning process factors, which influence the structural properties of nanofibrous mats, 18 types of mats were prepared. Considering the combined effect of three electrospinning factors, including solution concentration, humidity and collector linear speed, RSM and regression methods were used to optimize and model the relationship between variables and mat properties, respectively.

    Findings

    Based on the mathematical relationships between the input factors and the structural characteristics of the mat, it can be revealed that the concentration is the most effective factor on the fiber diameter and mat porosity, and the collection speed is the most effective factor on the fiber porosity. According to the RSM models, the optimized values for the initial factors of concentration, humidity and collection speed based on the model designed for fiber porosity are 2% (w/v), 45% and 0.4 m/s, and based on the model designed for mat porosity are 3% (w/v), 45% and 2.4 m/s, respectively. The predicted optimized values of fiber porosity and mat porosity are 0.342% and 0.989%, respectively, which are not much different from the experimental values obtained from these points. The nanofibrous mat introduced by each of these models has created the most porosity.

    Keywords: Nanofibrous mat, electrospinning, physical properties, optimization, Estimation of mathematical relations
  • Parya Hasanzade, Parvin Gharbani *, Fahime Derakhshan Fard, Behnaz Memar Maher Pages 139-149

    Hypothesis: Medicinal compounds, pharmaceutical substances and their metabolites enter the environment through hospital, domestic and pharmaceutical industries. Conventional technologies are not able to treat such wastewaters fully and therefore they are abundantly found in water. So far, various chemical, physical and biological methods have been used to remove medicinal compounds from aqueous solutions. In this research, PVDF/g-C3N4/Chitosan as a new and powerful membrane was prepared and removal of cefixime from aqueous solutions was investigated using response surface methodology (RSM).

    Methods

    PVDF/g-C3N4/Chitosan membrane was prepared by immersing the PVDF/g-C3N4 membrane in a solution containing different percentages of chitosan. To evaluate the efficiency of the PVDF/g-C3N4/chitosan membrane in removing cefixime, the response surface methodology was used based on the central composition design and four parameters, i.e., chitosan percentage, g-C3N4 value, pH of solution and cefixime concentration were selected as dependent variables. The quadratic model was used to calculate the four dependent variables.

    Findings

    The results showed that among the studied parameters, chitosan had a major effect on the structural properties of the PVDF/g-C3N4/chitosan membrane due to the conversion of polyvinylidene fluoride membrane to hydrophilic ones. According to the results, the maximum cefixime removal by the PVDF/g-C3N4/chitosan membrane was about 81.34% at a solution pH of 4.42, 3.19% chitosan, 0.11 g g-C3N4 and cefixime concentration of 42.51 mg/L. The numerical optimization results showed a slight difference between the predicted number (81.34%) and the experimentally obtained number (78.21%). Also, the high correlation coefficient (99.41%) showed that the response surface methodology has a high potential for predicting and optimizing the cefixime removal process by PVDF/g-C3N4/chitosan membrane with a small number of experiments.

    Keywords: response surface, Cefixime Removal, Modified PVDF, PVDF, g-C3N4, Chitosan Membrane, optimization
  • Mehrdad Asadolahi, Hossein Fashandi * Pages 151-162
    Hypothesis

    Today, the lack of access to fresh water has become a serious problem for people around the world. Finding an appropriate method to solve this problem has attracted the attention of many researchers. In recent years, the well-known electrospinning technique has been used as a conventional method to prepare nanofibrous membranes.

    Methods

    A hydrophobic and oleophobic (omniphobic) nanofibrous membrane made of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) was prepared by electrospinning. The surface of the nanofibrous membrane was modified using low-pressure plasma polymerization. First, the membrane surface was activated using argon gas plasma to generate free radicals on the polymer chain. Then, perfluorodecyl acrylate monomer was polymerized on the surface of nanofibers in a low-pressure plasma medium. The long-term performance of the prepared omniphobic nanofibrous membrane was evaluated in an air gap membrane distillation (AGMD) module. For this purpose, a saline solution (3.5% by wt) containing 0.2 mM of sodium dodecyl sulfate was used as the feed solution.

    Findings

    To prove the membrane omniphobic characteristic, the contact angle for isopropanol, engine oil, kerosene and water droplets was measured as 120°, 126°, 127°, 140°, respectively. In the AGMD module, the unmodified membrane became wet and unusable after 25 min, whereas the modified membrane maintained a flux of 4.2 L/ (m2.h) and salt rejection of 98% for a time period as long as 300 min. To be more precise, in comparison to the unmodified membrane, the long-term performance and wetting resistance of the modified membrane enhanced more than 12 times. In this research, an efficient and relatively simple technique was provided to modify the surface of electrospun PVDF fibers by low-pressure plasma polymerization of perfluorodecyl acrylate monomer. The modified membrane can be considered for water desalination using AGMD technique.

    Keywords: Nanofibrous Membrane, electrospinning, Omniphobic, perfluorodecyl acrylate, low-pressure plasma polymerization
  • Shokoufeh Hakim *, Mehdi Nekomanesh, Hengameh Honarkar Pages 163-174
    Hypothesis

    Butene-1 is in excess in the polyolefin plants of Iran. Considering the properties of isotactic polybutene-1, including high creep and environmental stress cracking resistances, excellent elastic reversibility and good chemical abrasion resistance, there is a need to localize it in Iran.

    Methods

    Polybutene-1 was synthesized with an industrial Ziegler-Natta catalyst. To do this, polybutene-1 was synthesized by coordination polymerization of butene-1 with the help of triethylaluminium (TEAL) cocatalyst in n-hexane. By changing the monomer pressure from 1 to 1.7 bar and hydrogen amount from 0.01 to 0.13 L a wide range of polybutene-1s with different properties was obtained.

    Findings

    The highest values of activity and isotacticity for 0.06 L hydrogen and 1.4 bar monomer pressure were 24.76 kgPB-1/gTi.barB-1 and 97%, respectively. An increase in hydrogen led to a decrease in weight average molecular weight. Using cyclohexylmethyl dimthoxysilane as external electron donor, samples with weight average molecular weight from 149500 to 913000 g/mol, polydispersity index from 2.49 to 4.29, MFR from 0.19 to higher than 100 g/10 min, density from 0.876 to 0.911 g/cm3 for crystalline form I, and isotacticity from 81% to 97% were synthesized. The highest polydispersity index was obtained for the sample synthesized under 1.4 bar monomer pressure and 0.01 L hydrogen. The lowest isotacticity index was related to the sample synthesized under 1 bar monomer pressure and 0.13 L hydrogen. This catalyst has the ability to produce polybutene-1 with a narrower molecular weight distribution compared to those reported in other works. Comparison of mechanical properties with those reported by other researchers showed an increase in elongation-at-break for the sample. With the expansion of operational conditions, variety of products and their commercialization will be possible.

    Keywords: polybutene-1, polymerization, physical properties, Ziegler-Natta, Isotactic