فهرست مطالب

علوم و تکنولوژی پلیمر - سال سی و ششم شماره 2 (پیاپی 184، خرداد و تیر 1402)

دو ماهنامه علوم و تکنولوژی پلیمر
سال سی و ششم شماره 2 (پیاپی 184، خرداد و تیر 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/05/29
  • تعداد عناوین: 6
|
  • اسماعیل شیبانی*، مصطفی مسلم پور، فاطمه آرامی قهفرخی صفحات 107-132

    در سالیان اخیر، بازده سلول های خورشیدی پروسکایتی رشد چشمگیری حدود %25.5 داشته اند. با وجود این، ثبات بلندمدت آن ها برای تولید صنعتی هنوز نگرانی عمده است. یکی از دلایل مهم ناپایداری و تخریب لایه پروسکایت، حساسیت آن به نفوذ رطوبت و اکسیژن و ناپایداری در برابر نور فرابنفش، میدان الکتریکی و دماست. در این میان، مواد انتقال دهنده حفره نقش کلیدی در ساخت سلول خورشیدی پروسکایتی معکوس پایدار از جمله تنظیم رشد و دانه بندی بلور پروسکایت و ایجاد سطح آب گریز با ساختار مناسب را دار ند. البته نقش لایه انتقال دهنده حفره تابع نوع پیکربندی سلول خورشیدی پروسکایتی است که به طور تفصیلی در بخش مربوط با جزییات بررسی می شود. در یک دهه اخیر، پژوهشگران بر توسعه مواد انتقال دهنده حفره پایدار دارای افزودنی و بدون افزودنی بر پایه نیمه رسانای پلیمری تمرکز کرده اند. پلیمرها دارای خواص منحصر به فردی مانند وزن مولکولی تنظیم پذیر، تحرک حفره بهتر نسبت به ترکیبات با ساختار آلی و قابلیت رسانندگی مناسب در شرایط بدون افزودنی در بستر چاپ سه بعدی در مقیاس صنعتی هستند. افزون بر این، مقرون به صرفه بودن مراحل سنتز و قابلیت جابه جایی در بین لایه ها در فرایند ساخت سلول سبب شده است، پلیمرها در این زمینه جذاب و نوآور باشند. از این رو، در مقاله حاضر عملکرد و سازوکار لایه انتقال دهنده حفره بر پایه نیمه رسانای پلیمری نوع-p و اثر ساختارهای مختلف اجزای سامانه های پلیمری بر سامانه سلول خورشیدی معکوس پروسکایتی ارزیابی و بررسی می شود. پلیمرهایی مانند پلی(4،3-اتیلن دی اکسی تیوفن) پلی استیرن سولفونات (PEDOT:PSS)، پلی(3-هگزیل تیوفن) (P3HT) و پلی(بیس(4-فنیل) 6،4،2-تری متیل فنیل)آمین (PTAA) بیشترین بررسی ها و آزمایش ها را به خود اختصاص داده اند که از این میان PTAA به عنوان گزینه ای مطلوب تر و کارآمدتر، به بازده فراتر از %25 رسیده است.

    کلیدواژگان: لایه انتقال دهنده حفره، پلیمرهای نیمه رسانا، سلول های خورشیدی پروسکایتی، پایداری، مقیاس صنعتی
  • بتول واشقانی فراهانی، محمدحسین بهشتی*، سعید بازگیر صفحات 133-149

    فرضیه: 

    در این پژوهش، با سه نوع رزین اپوکسی بر پایه دی گلیسیدیل اتر بیس فنول A، فتالیک انیدرید و شتاب دهنده آلکانول آمین، چند محصول افزایشی به عنوان شتاب دهنده تاخیری پخت سامانه های تک جزیی اپوکسی-دایسی تهیه شد. این محصولات افزایشی با شتاب دهنده آزمایشگاهی و صنعتی و نیز با سه نوع رزین اپوکسی Epikote 828 ،Epiran 06 و ML 504 تهیه شدند. محصولات افزایشی تهیه شده با Epikote 828 و شتاب دهنده آزمایشگاهی قبلا بررسی شده به عنوان مرجع درنظر گرفته شدند. به نظر می رسد، بتوان با شتاب دهنده صنعتی و تغییر نوع رزین اپوکسی، شتاب دهنده تاخیری جدید، کارآمد و در دسترسی تهیه کرد.  

    روش ها

    چهار نوع محصول افزایشی مختلف تهیه شد. چهار فرمول بندی مختلف اپوکسی-دایسی با چهار نوع محصول افزایشی بر پایه شتاب دهنده صنعتی و یک فرمول بندی دارای شتاب دهنده صنعتی نیز به عنوان مرجع مقایسه، تهیه شد. برای ارزیابی محصولات افزایشی تهیه شده و اثر آن در فرمول بندی از آزمون های دمای ذوب، تغییرات گران روی با زمان، زمان ژل شدن، گرماسنجی پویشی تفاضلی و نیز از آزمون های برشی لبه ای، کشش عرضی و میکروسکوپ الکترونی پویشی برای بررسی اثر آن بر خواص مکانیکی کامپوزیت نهایی استفاده شد و تمام موارد با نمونه مرجع مقایسه شد. 

    یافته ها

    دمای ذوب تمام محصولات افزایشی تهیه شده بیش از دمای محیط بود، بنابراین در دمای معمولی جامد بودند. نتایج آزمون ها نشان داد، محصول افزایشی دارای شتاب دهنده صنعتی در فرمول بندی اپوکسی-دایسی، زمان ژل در دمای زیاد را کوتاه تر، تغییرات گران روی در دمای محیط و عمر کاربری را بیشتر کرده اما دمای پخت را تغییر محسوسی نمی دهد. کامپوزیت ساخته شده با محصول افزایشی دارای رزین ML 504، خواص مکانیکی کمتری داشت. در مجموع محصول افزایشی ساخته شده با رزین های Epiran 06 یا Epikote 828 به همراه شتاب دهنده صنعتی، شتاب دهنده تاخیری جدید و کارآمدی بوده و برای تهیه سامانه های تک جزیی اپوکسی-دایسی مناسب است.

    کلیدواژگان: ماده افزایشی، شتابدهنده تاخیری، پیش آغشته، رزین اپوکسی، الیاف کربن
  • رسول محسن زاده*، کریم شلش نژاد، تاج بخش نوید چاخرلو صفحات 151-165

    فرضیه: 

    در این پژوهش، اثر به کارگیری نانوذرات دوده (CB) و کلسیم کربنات رسوبی (NPCC) بر رفتار سایشی، گرمایی و شکل شناسی در چرخ دنده های نانوکامپوزیتی بر پایه پلی استال (POM) به طور تجربی مطالعه شد. پلی استال از جمله مواد مهندسی پرکاربرد برای ساخت چرخ دنده است. با وجود این، از ضعف های عمده آن مقاومت گرمایی و استحکام ضربه ای شکاف دار نسبتا کم و حساسیت به پرتو فرابنفش است. افزودن نانوذرات دوده به پلی استال، می تواند به صورت هم زمان استحکام کششی و چقرمگی و مقاومت به پرتو فرابنفش پلی استال را افزایش دهد. 

    روش ها

    نمونه های چرخ دنده ای نانوکامپوزیتی بر پایه آمیخته پلی استال دارای %0.42 وزنی تقویت کننده نانوذرات دوده و  نانوذرات کلسیم کربنات (1.5، 3 و %4.5 وزنی) با روش اکسترودر و قالب گیری تزریقی تولید شدند. بررسی شکل شناسی و مطالعه نانوساختار با آزمون های میکروسکوپی الکترونی پویشی انجام شد. عملکرد گران روکشسانی نانوکامپوزیت ها با آزمون دینامیکی مکانیکی گرمایی مطالعه شد. عملکرد چرخ دنده ای نانوکامپوزیت ها با دستگاه آزمون چرخ دنده، ارزیابی شد. در آزمون چرخ دنده، پارامترهای دما و سایش ارزیابی شدند. سطح سایش دنده در مرحله شکست با به کارگیری میکروسکوپ الکترونی پویشی بررسی شد و سازوکارهای سایش آن مطالعه شد.  

    یافته ها

    افزودن هم زمان هر دو نوع نانوذرات به پلی استال موجب کاهش مقدار سایش تا %58 نسبت به پلی استال خالص شد. دمای سطح دنده، در تعداد دور یکسان، با به کارگیری نانوذرات دوده و کلسیم کربنات کاهش یافت. کاهش دمای سطح دنده در نمونه های نانوکامپوزیتی در مقایسه با نمونه پلیمری خالص، به افزایش مدول ذخیره و بهبود رفتار کشسانی، کاهش نسبت میرایی (رفتار گران رو) و نیز کاهش ضریب اصطکاک و افزایش انتقال گرما با به کارگیری نانوذرات نسبت داده شد. به کارگیری %4.5 وزنی نانوذرات کلسیم کربنات به همراه دوده، باعث ایجاد ترک و گسترش سایش خراشی و جریان مواد در بخش گام دنده شد.

    کلیدواژگان: آنالیز سایش چرخدندده، پلی استال، دوده، کربنات کلسیم، مورفولوژی
  • سیاوش حسنوندی، ابراهیم مهدی پور*، پروانه شفیعیون صفحات 167-176

    فرضیه : 

    پلی(1-(2-((3-آمینو-2-هیدروکسی پروپیل)آمینو)اتیل)-'1-اتیل-[4،'4-بی پیریدین]-1،'1-دی ایوم) ((Poly(AHAEBD) به دلیل داشتن گروه های عاملی متناوب هیدرکسی و آمین نوع دوم، بسیار مستعد واکنش های تشکیل کمپلکس است. در کار حاضر فلز آهن (ΙΙΙ) به دلیل نقش موثر در فعالیت های متابولیکی بدن، برای کمپلکس با (Poly(AHAEBD انتخاب و آثار ضدسرطانی آن بر رده یاخته ای سرطان پستان انسانی (MCF-7) بررسی شد.

    روش ها

    ابتدا، ترکیب 1،'1-بیس(2-آمینواتیل)-[4،'4-بی پیریدین]-1،'1-دی ایوم (BABD) از واکنش 4،'4-بی پیریدین و 2-آمینواتیل برمید تهیه شد. سپس پلیمر ((Poly(AHAEBD) از واکنش BABD و اپی کلروهیدرین سنتز و کمپلکس آن با آهن (ΙΙΙ) و(Fe(poly(AHAEBD)2].Na3]) ساخته شد. ساختار ترکیبات سنتزشده با استفاده از طیف نمایی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، طیف نمایی رزونانس مغناطیسی هسته (1H NMR)، میکروسکوپ الکترونی پویشی (FE-SEM)، طیف سنجی پاشنده انرژی پرتو X و سوانگاری ژل تراوشی (GPC) تایید شد. اثر ترکیبات (Fe(poly(AHAEBD)2].Na3] و(Poly(AHAEBD و سیس پلاتین به عنوان مرجع، روی رده یاخته ای MCF-7  با آزمون MTT بررسی شد. 

    یافته ها

    مقدار IC50 پلیمر کمپلکس Fe(poly(AHAEBD)2].Na3] (0.53µg/mL)، سیس پلاتین (2.68µg/mL) و (Poly(AHAEBD به دست آمد که نشان دهنده عملکرد بهتر این پلیمر کمپلکس نسبت به سیس پلاتین و نیز اثر تشکیل کمپلکس با آهن در افزایش مقدار سمیت نسبت به ترکیب (Poly(AHAEBD است. اثر پلیمر سنتزشده بر رده یاخته سرطانی MCF-7 از یک طرف و اثر افزایش مقدار آهن در توقف رشد یاخته های سرطانی، از طرف دیگر باعث عملکرد موثر این پلیمر کمپلکس در توقف رشد یاخته های سرطانی در آزمون های برون تنی شده است. براساس نتایج، از این پلیمر کمپلکس می توان به عنوان انتخابی بالقوه در بررسی های بیشتر برای داروی ضدسرطان استفاده کرد.

    کلیدواژگان: مشتقات بی پیریدین، پلیمر کمپلکس آهن، رده سلولی سرطانی، داروی ضد سرطان، حمایت کننده
  • محمد برغمدی، محمد کرابی*، میرحمیدرضا قریشی، قاسم نادری صفحات 177-189

    فرضیه : 

    در کامپوزیت های الاستومری، پدیده های بین سطحی همچون اثر پرکننده تقویتی بر دینامیک مولکولی زنجیر لاستیکی در فاز میانی و چگونگی برهم کنش لاستیک-پرکننده منشا تغییر انرژی کرنش یا اتلاف گران روکشسان کامپوزیت در آمیزه بسیار پرشده لاستیکی است. با هدف کسب تقریب اولیه از چگونگی اثرپذیری انرژی کرنش از پدیده های فصل مشترک شامل سفتی، اتلاف فاز میانی و کیفیت اتصال در فصل مشترک، در این پژوهش مدل ریزساختاری جزء محدود در حالت دوبعدی و سه بعدی ایجاد و مشخصه های موثر بر تغییرات خواص مکانیکی مطالعه شد. اثر تغییر در سفتی بین فازی و تغییر در ماهیت گران رو کشسان آن، تغییر در مقدار تماس لاستیک با پرکننده در حالت های کاملا مقید و ترکیب آن با لغزش اصطکاکی مدل سازی شد.

    روش ها

    کامپوزیت های لاستیک استیرن بوتادی ان محلولی تقویت شده با سیلیکا با روش اختلاط مذاب تهیه شدند. بدین منظور لاستیک به همراه سیلیکا و جفت کننده سیلانی درون مخلوط کن داخلی مخلوط شد. ضریب پرشدگی، دما و سرعت چرخاننده مخلوط کن طوری تنظیم شد تا واکنش سیلانی شدن انجام شود. سپس پیمانه اصلی با سامانه پخت روی آسیاب دوغلتکی مخلوط و در نهایت نمونه زیر فشار در دمای 160 درجه سلسیوس پخت شد.

    یافته ها

    در توافق با نتایج مدل سازی، آزمون کشش کامپوزیت نشان داد، مهم ترین عامل کنترل کننده، نوع اتصال لاستیک-پرکننده در ناحیه بین فازی است. نتایج شبیه سازی بیانگر این بود که در نظرگرفتن لغزش اصطکاکی در ناحیه بین فازی سبب کاهش انتقال تنش از ماتریس به ذره شد. در حالی که در مدل های با ناحیه بین فازی کاملا مقید، به دلیل انتقال کامل تنش از ذره به ماتریس، خواص مکانیکی انحراف شایان توجهی نسبت به نتایج تجربی نشان داد. همچنین مدل سه بعدی پیش بینی های بهتری نسبت به مدل دوبعدی ارایه کرد.

    کلیدواژگان: آمیزه تایر، مدل سازی چند مقیاسی، اجزای محدود، خواص مکانیکی، فاز میانی
  • مهدی سخاوی، رضا لطفی مایان سفلی*، مصطفی رضایی، پیمان نقوی ایلخچی صفحات 191-203

    فرضیه : 

    پلی یورتان های حافظه شکلی شبکه ای شده شیمیایی (CSMPUs) می توانند کاربردهای متنوعی در زمینه های مختلف مانند پزشکی داشته باشند که رفتار مکانیکی و حافظه شکلی در این نمونه ها نسبت به پلی یورتان های حافظه شکلی خطی بهبود یافته است. پلی یورتان حافظه شکلی حداقل از دو فاز مختلف تشکیل شده است. فاز اول که به صورت شبکه ای پایدار بوده، مسیول حفظ شکل اصلی پلی یورتان حافظه شکلی است. در مقابل، فاز دوم که به عنوان کلیدهای حافظه شکلی نیز شناخته می شوند، به طور موقت شکل موقت پلی یورتان را با بلورینگی تثبیت می کند. هدف از این پژوهش، سنتز پلی کاپرولاکتون های خطی و ستاره ای در مرحله اول و سنتز پلی یورتان های حافظه شکلی شبکه ای شده شیمیایی با استفاده از پلی کاپرولاکتون های خطی و ستاره ای در مرحله دوم است. همچنین شاخص های پیوند هیدروژنی از راه گروه های کربونیل (-C=O) و آمین (NH-) نمونه های پلی یورتان های حافظه شکلی شبکه ای شده شیمیایی و سنتزشده با استفاده از گلیسرول به عنوان شروع کننده قطعه نرم یا زنجیرافزا قطعه سخت بررسی و مقایسه شده است.

    روش ها

    پلی کاپرولاکتون های خطی و ستاره ای با پلیمرشدن حلقه گشای کاپرولاکتون و در ادامه پلی یورتان های حافظه شکلی شبکه ای شده شیمیایی با پیش پلیمرشدن دومرحله ای سنتز شدند. با تغییر نسبت های مولی گروه های عاملی مقدار درصد وزنی قطعه سخت در نمونه های پلی یورتانی %10 ثابت نگه داشته شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد، شاخص پیوند هیدروژنی با ورود گلیسرول به عنوان زنجیرافزا کاهش یافت. همچنین، مقدار بلورینگی در نمونه های پلی یورتان های حافظه شکلی شبکه ای شده شیمیایی نسبت به کاپرولاکتون های خالص کاهش یافت. با افزایش اتصال عرضی شیمیایی، بلورینگی نمونه های پلی یورتان های حافظه شکلی شبکه ای شده شیمیایی روند کاهشی داشت. افزون بر این، در مطالعات رفتار مکانیکی تفاوت چندانی در اثر وجود گلیسرول در قطعه نرم یا سخت دیده نشد.

    کلیدواژگان: حافظه شکلی، پلی کاپرولاکتون، پلی یورتان، پیوند هیدروژنی، خواص مکانیکی
|
  • Esmaeil Sheibani *, Mostafa Moslempoor, Fatemeh Arami Ghahfarokhi Pages 107-132

    In recent years, the performance of perovskite solar cells (PSCs) has made a significant growth of about 25.5%. Nonetheless, the long-term stability of these cells for industrial production is still a major concern. One of the important reasons for the instability and degradation of the perovskite layer is its sensitivity toward moisture, oxygen, lack of resistance to ultraviolet light, electric fields, and temperature. In this context, hole-transporting materials (HTMs) play a key role in the construction of a stable inverted perovskite solar cell, including regulating the growth and crystallization of the perovskite and creating a water-repellent surface with a suitable structure. Naturally, the function of a hole-transporting layer depends on the type of perovskite solar cell configuration, and it is discussed in detail in the relevant section. In recent decades, researchers have focused on developing stable HTMs based on additive and non-additive semi-conducting polymers. Polymers have unique properties such as adjustable molecular weight, easier mobility of the hole compared to organic compounds, and suitable conductivity under additive-free conditions for 3D printing applications at an industrial scale. In addition, the cost-effectiveness of synthesis steps and potential interlayer displacement during the manufacturing process has made attraction and innovations in this area. Therefore, this article evaluates and analyzes the performance and mechanism of hole-transporting layers based on p-type semi-conducting polymers and the effect of various component structures of polymer systems on the inverse perovskite solar cell system. Polymers such as, pol(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS), poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine] (PTAA), and (poly(3-hexylthiophene) (P3HT) have received most of the research and experimentation, with PTAA being the most desirable and efficient option, reaching over 25% efficiency.

    Keywords: Hole-Transport Layer, Semiconductor Polymer, Perovskite Solar Cells, Stability, Industrial scale
  • Batoul Vasheghani Farahani, Mohammad Hosain Beheshty *, Saeid Bazgir Pages 133-149

    Hypothesis: 

    Some adducts were prepared from three kinds of DGEBA-based epoxy resins, phthalic anhydride and an alkanol amine accelerator, as a latent accelerator for one-pot epoxy/dicy systems. These adducts come with two kinds of accelerators: DMP-30 A, which is lab-grade and Ax-10, which is industrial-grade, as well as DGEBA based epoxy resins Epikote 828, Epiran 06 and ML 504. The adduct made of Epikote 828 and DMP-30 A was considered as a reference. It seems that it might be possible to prepare a new efficient latent accelerator with change of epoxy resin and accelerator.

    Methods

    For this purpose, four different adducts with resins and accelerators and four different epoxy/dicy mixtures with four adduct types and AX-10 accelerator and one with no adduct as a reference were prepared. Measuring the melting point, viscosity build-up versus time, gelation time, non-isothermal differential scanning calorimetry (DSC) and glass transition temperature characterization and also lap shear, interlaminar shear strength, transvers tensile and scanning electron microscope (SEM) were used to study the latent properties of the prepared adducts in the epoxy/dicy system and find its effect on mechanical properties of the final composites and all were compared with references.

    Findings

    Melting point of all adducts is above room temperature, so they are solid at room temperature. The results show that the adducts containing the industrial accelerator in one-pot epoxy/dicy system has lower gel time at high temperature, higher viscosity changes at ambient temperature and pot life and has made no significant change in cure temperature. The mechanical properties of the composite made with an adduct consisting of ML 504 resin are accompanied by a decrease in the related values. In general, the adduct made with Epiran 06 or Epikote 828 resin and industrial accelerator is an efficient and new latent accelerator and is suitable for preparing one-pot epoxy/dicy systems.

    Keywords: adduct, latent accelerator, prepreg, epoxy resin, carbon fiber
  • Rasool Mohsenzadeh *, Karim Shelesh-Nezhad, Tajbakhsh Navid Chakherlou Pages 151-165

    Hypothesis: 

    The effect of incorporation of carbon black nanoparticles (CB) and nano-precipitated calcium carbonate (NPCC) on wear behavior, thermal behavior and morphology in polyacetal (POM)-based nanocomposite gears has been studied. Polyacetal is one of the widely used engineering materials for manufacturing the gears. Nevertheless, heat resistance and relatively low crack impact strength and sensitivity to UV are the major disadvantage of POM. Adding carbon black nanoparticles into the polyacetal can simultaneously increase the tensile strength and toughness and increase the UV resistance of the polyacetal. In addition, the presence of NPCC in the POM/CB can lead to improvements in CB dispersibility, increase of wear and thermal resistance.

    Methods

    POM/CB/NPCC nanocomposite gears containing 0.42% (by wt) carbon black and different fractions (1.5%, 3% and 4.5% all by wts) of NPCC were produced by utilizing a twin-screw extruder and injection molding machine. Morphology and nanostructure were investigated by applying scanning electron microscopy. The gear performance of nanocomposites was examined by applying a gear test rig. Gear tests were performed in the mode constant loading. The temperature and wear of the gears were evaluated in the gear tests. 

    Findings

    The simultaneous addition of both types of nanoparticles to polyacetal led to a reduction in the amount of wear by 58% compared to pure polyacetal. The temperature of the gear surface, in the same number of revolutions, was reduced using CB and NPCC nanoparticles. The decrease in the temperature of the nanocomposite tooth surface compared to pure POM was attributed to the increase in storage modulus and improvement in elastic behavior, decrease in damping ratio, as well as decrease in friction coefficient and increase in heat transfer in presence of nanoparticles. The use of 4.5% (by wt) of NPCC nanoparticles caused cracks and expansion of wear and material flow in the gear pitch zone.

    Keywords: Gear wear analysis, POM, carbon black, calcium carbonate, morphology
  • Siavash Hasanvandi, Ebrahim Mehdipour *, Parvaneh Shafieyoon Pages 167-176

    Hypothesis:

     Due to the alternating hydroxyl and secondary amine groups, the polymer poly(1-(2-((3-amino-2-hydroxypropyl)amino)ethyl)-1'-ethyl-[4,4'-bipyridine]-1,1'-diium) (poly(AHAEBD)), is highly prone to complex formation. In this case, iron (III) was selected for complexation with poly(AHAEBD) due to its effective role in metabolic activities in the body then, anticancer effects of the synthesized compounds were evaluated on human breast cancer cells (MCF-7). 

    Methods

    1,1'-Bis(2-aminoethyl)-[4,4'-bipyridine]-1,1'-diium (BABD) was prepared from the reaction of 4,4'-bipyridine and 2-aminoethyl. The polymer, (poly(AHAEBD)), was synthesized from the reaction of BABD and epichlorohydrin, and then complexed with iron (III) to prepare ([Fe(poly(AHAEBD)2].Na3). The structure of the synthesized compounds was confirmed using Fourier transfer infrared spectroscopy (FTIR), proton nuclear magnetic resonance (1H NMR) spectroscopy, field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy-dispersive spectroscopy (EDS), and gel permeation chromatography (GPC). The effects of [Fe(poly(AHAEBD)2].Na3, poly(AHAEBD), and cisplatin as a reference were evaluated on MCF-7 cell line using the MTT assay. 

    Findings

    The IC50 values for the polymer complex [Fe(poly(AHAEBD)2].Na3 (0.53 µg/mL), cisplatin (2.68 µg/mL), and poly(AHAEBD) (1.14 µg/mL) were obtained, indicating the superior performance of this polymer complex in inhibiting cancer cell growth compared to cisplatin as well as displaying the effect of complex formation with iron in increase the cytotoxicity compared to poly(AHAEBD). The impact of the synthesized polymer on the MCF-7 cancer cell line, on one hand, as well as the effect of increased iron levels in stopping the growth of cancer cells, and on the other hand, it has resulted in the effective performance of this complex polymer in stopping the growth of cancer cells in in vitro tests. Based on the results obtained, this polymer complex can be considered as a potential candidate for further investigation as an anticancer drug.

    Keywords: Bipyridine derivative, Iron complex polymer, Cancer cell line, Anti-cancer drug, Supporter
  • Mohammad Barghamadi, Mohammad Karrabi *, Mir Hamid Reza Ghoreishy, Ghasem Naderi Pages 177-189

    Hypothesis: 

    In elastomeric composites, interfacial phenomena such as the effect of reinforcing filler on molecular dynamics of the rubber chain in the interphase and the way of rubber-filler interaction are the source of strain energy change or viscoelastic loss of the composite in highly filled rubber compound. To obtain a preliminary approximation of how the strain energy is influenced by interfacial phenomena, including stiffness, loss and the quality of this region, in this research, the finite element microstructural model was created in two-dimensional and three-dimensional mode and the effective characteristic changes in mechanical properties were studied. The effect of the change in stiffness of the interphase and the change in viscoelastic nature, the amount of contact between the rubber-filler in completely bonded and frictional sliding states were modeled.

    Methods

    The solution styrene butadiene rubber composites reinforced with silica were prepared by melt mixing. For this purpose, rubber was mixed with silica and silane coupling agent in an internal mixer. Then the masterbatch was mixed with the curing system on a two-roll mill and finally the sample was cured under pressure at 160°C.

    Findings

    In agreement with the modeling results, the composite tensile test showed that the most important controlling parameter is the type of rubber-filler connection in the interphase. The simulation results showed that considering the interphase region with frictional sliding greatly reduces the stress transfer from the matrix to the particle. But in the case of the completely bonded interphase region, due to the complete transfer of stress from the particle to the matrix, the mechanical properties showed a significant deviation compared to the experimental results. Also, the 3D models provided better predictions than the 2D ones.

    Keywords: Tire compound, Multiscale modeling, finite element, mechanical properties, Interphase
  • Mahdi Sakhavi, Reza Lotfi Mayan Sofla *, Mostafa Rezaei, Peyman Naghavi Ilkhichi Pages 191-203

    Hypothesis: 

    Chemical cross-linked shape memory polyurethanes (CSMPUs) can have various applications in different fields such as medicine, where mechanical behavior and shape memory are improved in these samples compared to linear shape memory polyurethanes. Shape memory polyurethanes consist of at least two different phases. The first phase, which is in the form of a net point, is responsible for maintaining the permanent shape of the shape memory polyurethane. In contrast, the second phase, also known as shape memory switches, temporarily fixes the temporary shape of the polyurethane by crystallinity. The aim of this research is the synthesis of linear and star polycaprolactones (PCLs) in the first step and the synthesis of CSMPUs using linear and star PCLs in the second step, as well as the investigation and comparison of hydrogen-bonding indices through -C=O groups and -NH CSMPU samples that were synthesized using glycerol as the initiator of the soft segment or the chain extender of the hard segment.

    Methods

    Linear and star polycaprolactones (PCLs) were synthesized using ring-opening polymerization (ROP) of caprolactone, and shape memory polyurethanes with chemical cross-linking (CSMPU) were synthesized using a two-step pre-polymerization method. By changing the molar ratios of the functional groups, the weight percentage of the hard segment in polyurethane samples was kept constant at 10%.

    Findings

    The hydrogen-bond index is decreased with the introduction of glycerol as a chain extender. Also, the degree of crystallinity in CSMPU samples is decreased compared to those of pure PCLs. With the increase of chemical cross-linking the crystallinity of CSMPU samples is decreased. In addition, in the studies of mechanical behavior no significant difference was observed in the presence of glycerol in the soft segment or the hard segment.

    Keywords: shape memory, polycaprolactone, polyurethanes, hydrogen-bonding, mechanical properties