فهرست مطالب

فصلنامه بسپارش
سال دوازدهم شماره 4 (پیاپی 45، زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/02/27
  • تعداد عناوین: 7
|
  • فاطمه سلمانی، محمدسروش آبزن، شروین احمدی* صفحات 3-17

    در سال های اخیر، کاربرد پلیمرها در صنعت بسته بندی با توجه به مزایای فوق العاده آن ها نسبت به مواد مرسوم با افزایش چشمگیری مواجه بوده است. دراین میان، پلی اتیلن ها به دلیل تنوع ساختاری زیاد، قیمت کم، فرایندپذیری آسان و انعطاف پذیری در طراحی و معماری زنجیر ها و اثر آن ها بر کنترل خواص مهندسی پلیمر، به یکی از مهم ترین گزینه ها در ساخت بسته بندی های پلیمری مواد غذایی تبدیل شده اند. هدف از این مقاله، معرفی فرایند درزگیری گرمایی فیلم های پلیمری با تاکید بر پلیمر پلی اتیلن و همچنین روش ها و سازوکارهای مربوط به این فرایند است. در بررسی فرایند درزگیری گرمایی، پدیده نفوذ زنجیر های درهم گیر از طریق مرز مشترک و اثر ساختار زنجیر بر بهبود استحکام چسبندگی و افزایش قابلیت درزگیری گرمایی فیلم های پلی اتیلنی مطالعه شد. شناخت عوامل موثر بر پدیده نفوذ زنجیر ها موجب می شود تا با کنترل این عوامل، استحکام مرز مشترک در حین فرایند درزگیری گرمایی افزایش داده شود که به بهبود چسبندگی دو پلیمر به یکدیگر منجر می شود. همچنین، روش های مختلف اصلاح ساختار زنجیر های پلی اتیلن و قراردادن گروه های جانبی مختلف روی زنجیر معرفی شده اند. ایجاد شاخه های جانبی در مرحله پلیمرشدن، با استفاده از پرتوهای پرانرژی و در حالت مذاب واکنشی با استفاده از عوامل ایجادکننده رادیکال آزاد سه روش اصلی به منظور تغییر در ساختار زنجیر های پلی اتیلنی است. هر یک از این روش ها، مزایا و محدودیت های خاص خود را دارند و متناسب با خواص مدنظر برای پلیمر از روش های گوناگون استفاده می شود.

    کلیدواژگان: بسته بندی، پلی اتیلن، درزگیری گرمایی، استحکام چسبندگی، ساختار زنجیر
  • پدرام فصیحی، مژگان میرزاطاهری* صفحات 18-33
    از چالش های مطرح در پلیمرشدن های امولسیونی طی دو دهه گذشته، چگونگی افزایش مقدار جامد لاتکس پلیمر بوده است. در مقایسه با لاتکس معمولی، لاتکس پرجامد (HSC)، کسر حجمی بزرگی از فاز پراکنده مونومر، حتی بیش از %70 وزنی دارد. افزایش غلظت پلیمر لاتکس، مزایای مهمی چون افزایش بازده فضا-زمانی واکنشگاه، کاهش زمان تشکیل فیلم و خشک شدن آن و همچنین کاهش هزینه های نگهداری و حمل و نقل لاتکس را به همراه دارد. پلیمرشدن های امولسیونی متداول، ریز امولسیونی، خودامولسیون سازی و امولسیونی غلیظ شده همگی برای آماده سازی لاتکس های HSC استفاده شده اند و نتایج خوبی در سال های اخیر از آن ها گزارش شده است. تولید لاتکس های HSC با روشی تکرارپذیر، مستلزم کنترل دقیق توزیع اندازه ذرات است. برای تهیه لاتکس با مقدار جامد بیش از %60 یا %70 وزنی، توزیع اندازه ذرات باید کاملا گسترده یا چندقله ای باشد. افزون بر این، گران روی لاتکس HSC به شدت نسبت به توزیع اندازه ذرات حساس است. در این مطالعه، پیشرفت های چند سال گذشته را که به طور عمده در فرایندهای آماده سازی این گونه لاتکس ها و کاربرد آن ها بوده به طور اجمالی مرور می شوند.
    کلیدواژگان: پلیمرشدن امولسیونی، لاتکس پرجامد، آماده سازی، توزیع اندازه ذرات، گران روی لاتکس
  • سیده صدیقه ابراهیمی*، یحیی همزه، سهیلا ایزدیار صفحات 34-42
    ماهیت فسادپذیری میوه ها و سبزیجات سبب ماندگاری محدود آن ها می شود. عوامل محیطی، شرایط حمل و نقل و نگهداری پس از برداشت می تواند زمان و کیفیت ذخیره سازی را کاهش دهد. بنابراین، طولانی شدن مدت زمان عرضه میوه ها و سبزیجات با استفاده از عمل آوری های پس از برداشت ایمن تر، روش های حفظ و نگهداری را به سمت پوشش های خوراکی هدایت می کند. پوشش های فعال خوراکی شامل انواع مختلفی از مواد عملکردی هستند که استفاده از آن ها می تواند نوعی روش حفاظت برای بهبود راهبرد های بهبود کیفیت، ایمنی و عمر نگهداری میوه ها و سبزیجات پس از ذخیره سازی به شمار رود. در این مقاله نمای کلی، مبانی و روش های استفاده از مواد لیگنوسلولوزی برای ایجاد فیلم های پوششی خوراکی ارایه و چالش ها و تحولات اخیر این نوع کاربرد مواد لیگنوسلولوزی بررسی شده است. مروری بر منابع علمی نشان می دهد، سلولوز، لیگنین و کیتوسان پلی ساکاریدهای هستند که قابلیت بالقوه زیادی در تولید پوشش های خوراکی دارند. این نوع پوشش ها عمدتا بی بو، بی مزه، غیرسمی، غیرآلرژیک، محلول در آب، شفاف و مقاوم به روغن و چربی هستند. افزون براین، پوشش های مزبور می توانند حامل های خوبی برای افزودنی های فعال، ترکیبات ضدمیکروب، ضداکسنده ها، عوامل ضدقهوه ای شدن، بافت افزاها و مواد مغذی برای جلوگیری از واکنش های ناخواسته و آسیب های آنزیمی یا زیست شیمیایی باشند که از پوسیدگی های میکروبی و آسیب های آنزیمی یا زیست شیمیایی و جلوگیری از فساد فیزیکی بافتی میوه ها و سبزیجات در طول ذخیره سازی جلوگیری شود.
    کلیدواژگان: پوشش فعال، پوشش کربوهیدراتی، کیتوسان، ایمنی و کیفیت، میوه
  • محمود رضوی زاده*، سید محمد حسینی، محمدرضا پورحسینی، محمد خبیری صفحات 43-56

    اسفنج‎ های پلی اتیلن به دلیل خواص منحصر به فردی چون نسبت استحکام به وزن مناسب، عایق گرمایی بسیار عالی، عایق صوتی و خواص مکانیکی خوب، مورد توجه ویژه جوامع علمی و صنعتی قرار گرفته اند. یکی از اهداف پژوهش های روز دنیا در زمینه اسفنج های پلی اتیلن، افزایش تراکم سلولی و کاهش اندازه سلول این مواد برای رسیدن به خواص مطلوب است. امروزه، این واقعیت کاملا مشهود بوده که استفاده از عامل های هسته زا برای کنترل شکل شناسی سلول (یعنی تراکم سلول‎ ها، اندازه سلول و توزیع آن) در اسفنج های پلی اتیلن کاملا ضروری است. در مطالعه حاضر، ابتدا دو نظریه هسته زایی و مشخصه های عامل هسته زا از نگاه نظریه های هسته زایی کلاسیک و میدان خودسازگار به‎ طور کامل بحث شده اند که مهم ترین و کاربردی ترین نظریه های هسته زایی در اسفنج ‎های پلیمری هستند. در ادامه، مشخصه های لازم برای انتخاب عامل هسته‎ زا در اسفنج های پلی اتیلن معرفی و بررسی شد. براساس بررسی‎ های انجام گرفته در این باره مشخص شده است، غلظت بهینه، چگالی انرژی آزاد حجمی و به ویژه کشش سطحی، مهم‎ترین معیار و مشخصه های انتخاب عامل هسته زا در مقایسه با سایر پارامترها مانند هندسه (1F<، کمترین میزان تاثیر نسبت به دو عامل دیگر) اندازه ذرات، قابلیت پراکندگی و غیره هستند.

    کلیدواژگان: اسفنج‎ پلی اتیلن، هسته ‎زایی سلولی، عامل هسته ‎زا، چگالی سلولی، اندازه سلول
  • حسین بازگیر*، رضا راشدی، زهرا عیسی آبادی، نعیمه بحری لاله صفحات 57-66
    کنترل شکل شناسی از مسایل مهم در توسعه صنایع کاتالیزی در فرایند تولید پلی اتیلن است. نسل های جدید کاتالیزگرهای تولید پلی اولفین ها رفتارهای متفاوتی طی فرایند قطعه قطعه شدن نشان می دهند. طی لحظات اولیه پلیمرشدن، با نفوذ سریع مونومر گازی اتیلن به درون حفره های کاتالیزگر، در کاتالیزگرهای با استحکام مکانیکی کم، قطعه قطعه شدن رخ می دهد که سبب تشکیل ذرات ریز می شود. از سویی، ممکن است ذرات تشکیل شده در حین فرایند پلیمرشدن طی هم زدن در اثر برخورد به یکدیگر، همزن یا دیواره واکنشگاه شکسته شده و ذرات کمتر از اندازه استاندارد تولید شوند. این ذرات با اندازه کمتر از حد معمول (µm 63 >) تحت عنوان پودر ریز شناخته می شوند. وجود ذرات پودر ریز از معضلات مهم در صنعت پلی اولفین ها، به ویژه پلی اتیلن است و موجب بروز مشکلاتی از جمله تشکیل لایه روی دیواره واکنشگاه و نقاط داغ، ایجاد گرفتگی در واکنشگاه های فاز گازی و تجهیزات جانبی نظیر مبدل های گرما، پمپ ها، خشک کن ها و تولید محصولات نامطلوب خارج از استاندارد می شوند. امروزه در صنعت پلی اولفین ها همواره به دنبال راهی برای کاهش مقدار تشکیل ذرات پودر ریز در فرایند پلیمرشدن هستند. در این مقاله با توجه به اهمیت این موضوع، به عوامل مهم تشکیل این ذرات شامل عوامل فرایندی و کاتالیزی پرداخته می شود.
    کلیدواژگان: کاتالیزور زیگلر ناتا، پلی اتیلن سنگین، فاین، پلیمریزاسیون، پلی الفین
  • امل اسدی نسب، محسن نجفی، فاطمه زمانی* صفحات 67-78
    الکتروریسی، شیوه تولید لایه های نانولیفی با کاربردهای گسترده در زمینه های مختلف زیست پزشکی است. لایه های الکتروریسی شده دارای ویژگی های منحصر به فردی چون نسبت سطح به حجم زیاد، برهم کنش های یاخته ای بهبودیافته، قابلیت جذب پروتیین برای بهبود اتصال یاخته ها به لایه، آسانی ساخت و انعطاف پذیری در کنترل نسبی منافذ، شکل داربست و آرایش یافتگی الیاف هستند. بدین دلایل، استفاده از آن ها در زمینه مهندسی بافت و کاربردهای دندان پزشکی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. پژوهش های گسترده ای برای کشف قابلیت های بالقوه نانوالیاف الکتروریسی شده در کاربردهای دهان و دندان انجام شده است. با این حال، محدودیت هایی در ارتباط با الکتروریسی مواد مختلف وجود دارد که مانع کاربردهای عملی یا بالینی پیشرفته آن ها می شود. برای غلبه بر این محدودیت ها لازم است تا توجه بیشتری به جنبه های مختلف مواد زیستی و درک بهتر خواص، عملکرد و تولید کنترل شده مواد الکتروریسی شده داشت. هدف از این مقاله، بررسی پیشرفت های اخیر نانوالیاف الکتروریسی شده در کاربردهای دندان پزشکی است. از لایه های الکتروریسی شده با هدف احیای ریشه دندان، جلوگیری از پوسیدگی دندان، دارورسانی و ترمیم بافت های نگهدارنده دهان و دندان شامل لثه، الیاف اتصال دهنده دندان به استخوان و بافت استخوانی اطراف دندان استفاده شده است. همچنین لایه های نانولیفی در اصلاح کامپوزیت های دندانی و اصلاح سطح ایمپلنت دندان استفاده شده اند.
    کلیدواژگان: الکتروریسی، لایه های نانولیفی، زیست پزشکی، کاربردهای دندان پزشکی
  • همکاران تحریریه صفحات 79-85
|
  • Fatemeh Salmani, Mohammadsoroush Abzan, Shervin Ahmadi * Pages 3-17

    In recent years, the use of polymers in the packaging industry has increased significantly due to their excellent advantages over conventional materials. In the meantime, polyethylenes (PE) have become one of the most important options in the manufacture of polymer food packaging, due to high structural diversity, low cost, easy processability, and flexibility in the design and chain architecture and their effect on the control of polymer engineering properties. The aim of this article is to introduce the heat sealing process of polymer films with an emphasis on polyethylene polymer as well as methods and mechanisms related to this process. In the heat-sealing process study, the diffusion phenomenon of tangled chains through the interface and the effect of chain structure on improving the adhesion strength and increasing the heat-sealing capability of polyethylene films were studied. Understanding the factors affecting the chain diffusion phenomenon, by controlling these factors, the strength of the interface during the heat-sealing process can be increased, which leads to improvement the adhesion of the two polymers to each other. Also, different methods of modifying the structure of polyethylene chains and placing different side groups on the chain were introduced. Hyper branching in the polymerization stage, hyper branching using high-energy rays, and hyper branching in the reactive melt mixing state using free radical generators are the three main methods for changing the structure of polyethylene chains. Each of these methods has its advantages and limitations, and different methods are used according to the desired properties of the polymer.

    Keywords: Packaging, polyethylene, Heat Sealing, adhesion strength, Chain Structure
  • Pedram Fasihi Pages 18-33
    One of the challenges in emulsion polymerization over the past two decades has been how to increase the solid content of polymer latex. Compared to conventional latex, high solid content latex (HSC) has a large volume fraction of the monomer dispersed phase, even more than 70% by weight. Increasing the concentration of polymer in latex, has important advantages such as increasing the space-time efficiency of the reactor, reducing the film formation and drying time, as well as reducing its storage and transportation costs. Conventional emulsion polymerization, mini-emulsion polymerization, self-emulsification polymerization, and concentrated emulsion polymerization have all been used to prepare HSC latexes, and good results have been reported in recent years. Production of HSC latexes in a reproducible manner requires precise control of the particle size distribution. To obtain a solid content above 60% or 70% by weight, the particle size distribution must be quite broad or multimodal. In addition, viscosity of HSC latex is highly sensitive to particle size distribution. In this study, the advances of the last few years, which are mainly in the preparation processes of such latexes and their applications are briefly reviewed.
    Keywords: : emulsion polymerization, high solid content latex, preparation, particle size distribution, latex viscosity
  • Seyedeh Sedigheh Ebrahimi *, Yahya Hamzeh, Soheila Izadyar Pages 34-42
    The perishable nature of fruits and vegetables makes their shelf-life limited. Environmental factors, transportation and preservation conditions through postharvest can decrease the storage time and quality. Therefore, prolonging supply period of fruits and vegetables by using safer postharvest treatments lead preservation methods to edible coatings. Active edible coatings include different types of functional substances can be considered as a preservation method to improve strategies for improving the quality, safety and shelf-life of fruits and vegetables after storage. In this article, an overview of the basics and methods of using lignocellulosic materials to create edible coating films and the recent challenges and developments of this type of lignocellulosic material application are presented. A review of the scientific sources shows that cellulose, lignin and chitosan are polysaccharides that have high potential in the production of edible coatings. These types of coatings are commonly odorless, tasteless, non-toxic, non-allergenic, water soluble, transparent, and resistant to oil and fats. In addition, these coatings can be good carriers for active additives, antimicrobial compounds, antioxidants, anti-browning agents, texture enhancers, and nutraceuticals to prevent unwanted reactions and enzymatic or biochemical damage to inhibit microbial decay and enzymatic or biochemical damage and prevent physical textural deterioration in fruits and vegetables during storage.
    Keywords: active coating, carbohydrate coating, Chitosan, safety, quality, fruit
  • Mahmoud Razavi Zadeh *, Mohammad Hosseini, MohammadReza Pourhosseini, Mohammad Khabiry Pages 43-56

    Due to their unique properties such as proper strength to weight ratio, excellent thermal insulation, sound insulation and good mechanical properties polyethylene foams have received special attention from the scientific and industrial communities. One of the goals of modern research in the field of polyethylene foams is to increase the cell density and reduce the cell size of these materials to achieve the desired properties. Today, it is a well-known fact that the use of nucleating agents is absolutely necessary to control cell morphology (ie, cell density, cell size and distribution) in polyethylene foams. In the present study, first, two theories of nucleation and the characteristics of the nucleating agent have been fully discussed from the point of view of classical nucleation and self-consistent field theories, which are the most important and practical theories of nucleation in polymer foams. Then, the necessary characteristics for the selection of nucleating agent in polyethylene foams were introduced and examined. Based on the investigations carried out in this regard, it has been determined that the optimal concentration, volumetric free energy density, and especially surface tension of the nucleating agent, are the most important criteria and characteristics for the selection of a nucleating agent compared to other parameters such as geometry (F <1, the lowest effect compared to the other two factors) particle size, and dispersibility.

    Keywords: polyethylene foam, Cellular nucleation, Nucleating agent, cell density, Cell size
  • Hossein Bazgir *, Reza Rashedi, Zahra Isaabade, Naeimeh Bahri-Laleh Pages 57-66
    Morphological control is one of the important issues in the development of catalysis industries in the polyethylene production process. New generations of catalysts for the production of polyolefins exhibit different behaviors during the fragmentation process. In the initial stages of polymerization, fragmentation occurs with the rapid penetration of ethylene monomer into the pores of catalyst with low mechanical strength, which causes the formation of fine particles. On the other hand, particles formed during the polymerization process may be broken due to collision with each other, the stirrer or the wall of the reactor, and particles smaller than the standard size can be produced. In the case of catalysts with low mechanical strength, the formation of fine particles would occur considerably. These particles with a smaller size than usual (>63 µm) are known as fine powder. The presence of fine powder particles is one of the important problems in the polyolefin industry, especially polyethylene, and causes problems such as the formation of a layer on the reactor wall and hot spots, clogging in the gas phase reactors and peripheral equipment such as heat exchangers, pumps, dryers, and the production of undesirable and non-standard products. Today, in the polyolefin industry, they are always looking for a way to reduce the amount of fine powder particles in the polymerization process. In this article, due to the importance of this issue, substantial factors of the formation of these particles, including process and catalysis factors are discussed.
    Keywords: Ziegler-Natta catalyst, High Density Polyethylene, Fine particles, polymerization, polyolefin
  • Amal Asadi Nasab, Mohsen Najafi, Fatemeh Zamani * Pages 67-78
    Electrospinning is a technique of fabricating nanofibrous layers with wide applications in various biomedicine fields. Electrospun webs have unique properties such as high surface area to volume ratio, improved cellular interactions, protein absorption to improve cell attachment to the web, ease of fabrication and flexibility in relative control of pores, scaffold shape and fibers alignment. For these reasons, their use in the field of tissue engineering and dental applications has received much attention. Extensive research has been done to discover the potential of electrospun nanofibers for dental and oral applications, however, there are limitations related to the electrospinning of various materials that prevent their advanced practical or clinical applications. To overcome these limitations, it is necessary to pay more attention to various aspects of biological materials and to better understand the properties, performance and controlled production of electrospun materials. The purpose of this article is to review the recent advances in electrospun nanofibers in dental applications. Electrospun layers have been used in regeneration of pulp dentin complex, caries prevention, drug delivery, and tissue regeneration for periodontium. Also, nanofiber layers have been used in the modification of dental composites and the surface of implants.
    Keywords: electrospinning, nanofiber layers, Biomedicine, Dental application
  • Editor Staffs Pages 79-85