فهرست مطالب

مجله پژوهش و توسعه فناوری پلیمر ایران
سال نهم شماره 2 (پیاپی 34، تابستان 1403)
- تاریخ انتشار: 1403/07/18
- تعداد عناوین: 5
-
-
صفحات 5-17
آیروژل ها مواد جامد سبک وزنی هستند که از مواد آلی یا معدنی یا به صورت کامپوزیت تهیه می شوند و به عنوان مواد پیشرفته برای کاربردهای مختلف مورد بررسی قرار می گیرند. استفاده از آیروژل ها، در کاربردهای روزانه به دلیل هزینه بالا و روش پیچیده تهیه آنها محدود است. روش خشک کردن آیروژل ها به خودی خود یک کار خسته کننده است که نیاز به انرژی و منابع بالایی دارد. آیروژل ها هنگامی که به عنوان کامپوزیت تهیه می شوند می توانند خواص مکانیکی را به طور هم افزایی افزایش دهند. علاوه بر این، آیروژل ها را می توان به راحتی برای آزادسازی مولکول های فعال زیستی، مانند فاکتورهای رشد یا آنتی بیوتیک ها، برای تسریع روند بهبودی طراحی کرد. با این حال، چالش های مرتبط با استفاده از آیروژل در کاربردهای ترمیم زخم نیز وجود دارد. به عنوان مثال، تولید آیروژل ها در مقیاس بزرگ ممکن است گران باشد، که ممکن است پذیرش گسترده آنها را در محیط های بالینی محدود کند. علاوه بر این، خواص مکانیکی آیروژل ها ممکن است برای همه انواع زخم ها مناسب نباشد، زیرا ممکن است پشتیبانی کافی برای انواع خاصی از زخم ها ارایه نکنند. به طور کلی، در حالی که آیروژل ها برای کاربردهای ترمیم زخم پوش اهمیت زیادی دارند، تحقیقات بیشتری برای غلبه بر این چالش ها و بهینه سازی استفاده از آنها در محیط های بالینی مورد نیاز است. در این پژوهش، به بررسی معرفی انواع زخم پوش ها، زخم پوش های تجاری، آیروژل های پایه کیتوسان، خواص و کاربرد آیروژل ها در زخم پوش ها پرداخته می شود.
کلیدواژگان: آیروژل، زخم پوش، ضد باکتری، کیتوسان، کامپوزیت -
صفحات 19-30
در راستای دستیابی به چگالی انرژی بیشتر در باتری های یون-لیتیوم و لیتیوم-فلز، بهره گیری از الکترولیت ها و خواص مطلوب آنها کلیدی می باشد. با این حال، رفع معایبی همچون واکنش های بین سطحی کنترل نشده و تجزیه های برگشت ناپذیر در الکترولیت های متداول ضروری می باشد، زیرا به بهبود عملکرد و ایمنی باتری ها منجر خواهد شد. در این راستا، ترکیبات پلیمری ارگانوسیلیکونی به دلیل خواص مطلوبی همچون عدم سمیت، اصلاح شیمیایی آسان، اشتعال ناپذیری، دمای انتقال شیشه ای پایین، پایداری شیمیایی و حرارتی بالا و فشار بخار پایین تر در مقایسه با الکترولیت های سنتی، مورد توجه جوامع علمی و صنعتی جهت استفاده در الکترولیت ها به عنوان اجزای الکترولیتی (حلال یا افزودنی) قرار گرفته اند. بر این اساس در دهه اخیر تلاش های متعددی جهت بهبود و توسعه عملکرد الکترولیت های پلیمری مبتنی بر ترکیبات ارگانوسیلیکون انجام شده است. مقاله مروری حاضر به بررسی پیشرفت های اخیر در زمینه خواص و عملکرد الکترولیت های پلیمری مبتنی بر ارگانوسیلیکون ها جهت استفاده به عنوان الکترولیت های مایع، ژل و یا حالت جامد در باتری های یون-لیتیوم و لیتیوم-فلزی پرداخته است. انواع مختلف الکترولیت های پلیمری مبتنی بر ترکیبات ارگانوسیلیکونی همچون پلی سیلوکسان، و سیلسکیوکسان های الیگومری چند وجهی از منظر نقش طراحی مولکولی در رسانایی یونی، پایداری حرارتی، شیمیایی و الکتروشیمیایی، و نیز ایمنی باتری های مربوطه مورد بحث قرار گرفتند.
کلیدواژگان: الکترولیت های پلیمری، ترکیبات ارگانوسیلیکونی، باتری، لیتیوم-یون، لیتیوم-فلز -
صفحات 31-49
فناوری غشایی به دلیل سهولت نسبی در ساخت و بهره برداری، نرخ گزینش پذیری بالا و عدم احیای جاذب، یک دهه در جداسازی مایع و گاز مورداستفاده شده است. غشاها را می توان بر اساس ماده سنتز طبقه بندی کرد و به غشاهای آلی (پلیمری) و غیر آلی تقسیم می شوند. روش های مختلفی برای ساخت غشاهای پلیمری با روش جداسازی فاز ناشی از حلال (Nonsolvent Induced Phase Separation) که یکی از پرکاربردترین آن ها می باشد، استفاده شده است. در NIPS، یک حلال یا مخلوط حلال برای حل کردن یک پلیمر یا مخلوط پلیمری موردنیاز است. N متیل 2 پیرولدین (N-methyl-2-pyrrolidone)، دی متیل استامید (Dimethylacetamide)، دی متیل فرمامید (Dimethylformamide) و سایر حلال های مشتق شده از نفت معمولا برای حل کردن برخی از پلیمرهای نفتی استفاده می شوند. با این حال، این اجزاء ممکن است اثرات منفی بر محیط زیست و سلامت انسان داشته باشند. بنابراین، استفاده از اجزاء سبزتر و کمتر سمی برای افزایش پایداری ساخت غشاء از اهمیت بالایی برخوردار است. ساختار شیمیایی غشاها تحت تاثیر استفاده از حلال ها، پلیمرهای مختلف یا تفاوت در مقیاس ساخت قرار نمی گیرد. از سوی دیگر، ساختار منافذ غشاء و زبری سطح می تواند به دلیل تفاوت در نرخ های انتشار مرتبط با انتشار حلال ها/کمک حلال های مختلف در غیرحلال و با تفاوت در زمان تبخیر تغییر کند. بنابراین، در این بررسی، حلال ها و پلیمرهای دخیل در فرآیند ساخت غشاها پیشنهاد شده اند که با جایگزین های سبزتر/کمتر سمی جایگزین شوند. روش ها و امکان سنجی تولید غشای پلیمری سبز نیز مورد بررسی قرار گرفت.
کلیدواژگان: غشاهای پلیمری، حلال مشتق زیستی، جداسازی فاز ناشی از غیرحلال، ساخت غشاء، افزایش مقیاس -
صفحات 51-63
لاستیک بوتیل به دلیل خواص منحصر به فرد نظیر مقاومت بالا در برابر نفوذ هوا و آب، ضریب اصطکاک بالا و مقاومت حرارتی و شیمیایی بالا، در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی دارند. با توجه به تنوع کاربرد و میزان مصرف این ماده، بررسی بازار عرضه و تقاضای لاستیک بوتیل در سطح جهانی حائز اهمیت است. از اینرو، در این پژوهش به بررسی میزان عرضه وتقاضا، تحلیل روندهای بازار، عوامل موثر بر عرضه و تقاضا و پیش بینی آینده این ماده در کشورهای مختلف جهان پرداخته می شود. بررسی ها نشان می دهد که دو کشور چین و ژاپن بزرگترین تولیدکنندگان این ماده در جهان هستند و حدود 28 درصد از کل ظرفیت تولید را به خود اختصاص می دهند. همچنین چین با مصرف حدود 35 درصد از ظرفیت جهانی، بزرگترین مصرف کننده لاستیک بوتیل است و آمریکای شمالی با مصرف حدود 15 درصد در رتبه بعدی قرار دارد. عرضه این ماده در جهان در سال 2023 برابر با 1.629 میلیون تن و میزان صادرات و واردات نیز 822 هزار تن بوده است. پیش بینی می شود میزان عرضه و مصرف لاستیک بوتیل تا سال 2026 با افزایش متوسط 3.7 درصد به 1.764 میلیون تن افزایش یافته و میزان صادرات و واردات به 915 میلیون تن برسد.
کلیدواژگان: لاستیک بوتیل، مطالعه بازار، واردات و صادرات، پیش بینی آینده -
مروری بر پیشرفته ترین بازدارنده های پلیمری سبز برای کنترل تشکیل رسوب در مدارات خنک کنندهصفحات 65-75
رسوب گذاری مقیاس<!- [if !supportFootnotes]->[1]<!-[endif]-> یکی از مشکلاتی است که در آب حاوی یون های نمک های کم محلول رخ می دهد. یکی از روش های رایج برای کنترل رسوب مقیاس، استفاده از ضدرسوب است. برای کنترل رسوب در سیستم های آب خنک کننده، فرایندهای تصفیه آب و عملیات های نفتی، مقادیر زیادی از بازدارندههای پلیمری مقیاس به کار می روند. همانند اکثر پلیمرهای سنتی، بازدارندههای مقیاس برای ماندگاری طولانی مدت طراحی شده اند و سال ها پس از دور ریخته شدنشان باقی می مانند. با افزایش دغدغه های محیط زیستی و محدودیت های تخلیه، شیمی بازدارنده های رسوب به سمت استفاده از "ضدرسوب های سبز" که به آسانی تجزیه می شوند و حرکت کمی در محیط دارند و بدین ترتیب تاثیر زیست محیطی کمتری داشته باشند، روی آورده است. این موضوع چالشی است تا سطوح مطلوبی از کارایی را با دوزهای اقتصادی فراهم کند. گزارش های متعددی در مورد شیمی و محصولات جدید بازدارنده رسوب منتشر شده که از نظر زیست محیطی نسبت به ضدرسوب های معمولی پذیرفتنی تر هستند. این مقاله ی مروری خلاصه ای از تلاش ها برای توسعه بازدارنده های مقیاس اقتصادی و زیست محیطی بی ضرر را ارائه می دهد. در حال حاضر، امیدوارکننده ترین بازدارندههای مقیاس سبز بر پایه اسید پلی آسپارتیک هستند. با این حال، داده های عملیاتی میدانی بسیار محدودی وجود دارد و استفاده گسترده از بازدارنده های مقیاس اسید پلی آسپارتیک در انتظار کسب تجربه های بیشتر در عملیات های میدانی است.
کلیدواژگان: رسوب، ممانعت کننده سبز، پلی آسپارتیک اسید، زیست تخریب پذیری، پایداری
-
Pages 5-17
Aerogels are lightweight solid materials that are made from organic or inorganic materials, or as composites, and are being studied as advanced materials for various applications. The use of aerogels in everyday applications is limited due to their high cost and complex preparation process. Drying aerogels can be laborious, requiring significant energy and resources. When prepared as composites, aerogels can enhance mechanical properties. They can also be tailored to release bioactive molecules, such as growth factors or antibiotics, to speed up the healing process. However, there are challenges in using aerogels for wound healing. Large-scale production may be costly, limiting their use in clinical settings. Additionally, the mechanical properties of aerogels may not be suitable for all wound types. Further research is needed to overcome these challenges and optimize the use of aerogels in clinical settings. This research investigates different types of wound dressings, commercial wound dressings, chitosan-based aerogels, and the properties and applications of aerogels in wound dressings. The unique properties of aerogels, such as their high porosity, large surface area, and biocompatibility, make them ideal candidates for enhancing the wound healing process. Studies have shown that aerogels made from chitosan can improve cell adhesion, proliferation, and migration, resulting in quicker and more efficient wound closure. Furthermore, the controlled release of bioactive molecules from aerogels can further improve the healing process by reducing inflammation and promoting tissue regeneration.
Keywords: Aerogel, Wound Dressing, Antibacterial, Chitosan, Composite -
Pages 19-30
In order to achieve the higher energy density in lithium-ion and lithium-metal batteries, the use of electrolytes with desirable properties is a key factor. However, it is necessary to reduce or eliminate the disadvantages of conventional electrolytes such as irreversible decompositions and uncontrolled interfacial reactions, leading to the higher performance and safety of batteries. In this regard, the use of polymeric organosilicon compounds in electrolytes is of great industrial interests due to favorable properties such as non-toxicity, easy chemical modification, non-flammability, low glass transition temperature, high chemical and thermal stability and lower vapor pressure compared to traditional electrolytes. Accordingly, in the last decade, several efforts have been made to improve and develop the performance of polymeric electrolytes based on organosilicon compounds. This paper reviews recent developments in the field of properties and performance of polymeric electrolytes based on organosilicones for use as liquid, gel or solid state electrolytes in lithium-ion and lithium-metal batteries. Different types of polymeric electrolytes based on organosilicon compounds such as polysiloxane and polyhedral oligomeric silsesquioxanes were discussed from the point of view of the role of molecular structure in ionic conductivity, thermal stability, chemical and electrochemical stability, as well as the safety of the respective batteries.
Keywords: Polymeric Electrolytes, Organosilicon Compounds, Batteries, Lithium-Ion, Lithium-Metal -
Pages 31-49
Membrane technology has been used for a decade in liquid and gas separation due to its relative ease in manufacturing and operation, high selectivity rate and lack of adsorbent regeneration. Membranes can be classified based on the synthesis material and are divided into organic (polymeric) and inorganic membranes. Different methods have been applied to fabricate polymeric membranes with nonsolvent induced phase separation (NIPS) being one of the most widely used. In NIPS, a solvent or solvent blend is required to dissolve a polymer or polymer blend. N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAc), dimethylformamide (DMF), and other petroleum-derived solvents are commonly used to dissolve some petroleum-based polymers. However, these components may have negative impacts on the environment and human health. Therefore, using greener and less toxic components is of great interest for increasing membrane fabrication sustainability. The chemical structure of membranes is not affected by the use of different solvents, polymers, or by the differences in fabrication scale. On the other hand, membrane pore structures and surface roughness can change due to differences in diffusion rates associated with different solvents/co-solvents diffusing into the non-solvent and with differences in evaporation time. (2) Therefore, in this review, solvents and polymers involved in the manufacturing process of membranes are proposed to be replaced by greener/less toxic alternatives. The methods and feasibility of scaling up green polymeric membrane manufacturing are also examined.
Keywords: Polymeric Membranes, Bio-Derived Solvent, Non-Solvent Induced Phase Separation, Membrane Fabrication, Scale-Up -
Pages 51-63
Butyl rubber has many applications in various industries due to its unique properties such as low gas and water permeability, relatively high coefficient of friction and chemical and thermal resistance. By considering the variety of applications and consumption of this material, it is important to investigate the market of butyl rubber in the world. Therefore, in this paper, the amount of supply and demand, analysis of market trends, effective parameters and the forecast of the future market of butyl rubber in different countries are discussed. The data shows that China and Japan are the largest producers of butyl rubber in the world and 28% of the world's total capacity is in these two countries. Also, China is the largest consumer of butyl rubber with consumption of about 35% of the global capacity, and North America is the next with consumption of about 15%. The market of butyl rubber in the world is equal to 1.629 million tons in 2023 and the export and import volume is 822 thousand tons. It is expected that the amount of supply and consumption of butyl rubber will increase to 1.764 million tons by 2026 with a growth rate of 3.7% and the export and import volume will reach to 915 million tons.
Keywords: Butyl Rubber, Market Study, Import, Export, Future Forecast -
A Review of the Most Advanced Green Polymeric Inhibitors for Controlling Scale Formation in Cooling CircuitsPages 65-75
Scale deposition is one of the problems that occur in water-containing ions of sparingly soluble salts. One of the common methods for controlling scale deposition is the use of anti-scale agents. To control of scale in cooling water systems, water treatment processes, and oil operations, large amounts of polymeric scale inhibitors are used. Like most traditional polymers, scale inhibitors are designed for long-term durability and remain for years after being discarded. With increasing environmental concerns and discharge limitations, the chemistry of scale inhibitors has shifted towards the use of "green anti-scale agents" that are easily degradable, have minimal environmental mobility, and thus have a lesser environmental impact. This presents a challenge to provide acceptable levels of efficiency with economical dosages. Numerous reports have been published on the chemistry and new products of scale inhibitors that are more environmentally acceptable than conventional anti-scale agents. This review article provides a summary of efforts to develop economical and environmentally harmless scale inhibitors. Currently, the most promising green-scale inhibitors are based on polyaspartic acid. However, there is very limited field operational data, and the widespread use of polyaspartic acid scale inhibitors is awaiting further experience in field operations.
Keywords: Scale, Green Inhibitor, Polyaspartic Acid, Biodegradability, Stability