دو ماهنامه علوم و تکنولوژی پلیمر
سال بیستم شماره 5 (پیاپی 91، آذر و دی 1386)

در این مقاله اثر دما و زمان و نحوه پیش پلیمر شدن بر شکل شناسی ذرات پلی پروپیلن بررسی شده است.. پلیمرشدن پروپیلن به روش دوغابی با استفاده از یک کاتالیزور تجاری نسل چهارم زیگلر - ناتا، سیکلوهگزیل متیل دی متوکسی سیلان به عنوان الکترون دهنده خارجی و تری اتیل آلومینیم به عنوان کمک کاتالیزور انجام شده است. پیش پلیمرشدن به دو روش دما ثابت و نا هم دما انجام گرفته است. برای تحلیل شکل شناسی از چگالی توده، توزیع اندازه ذرات و شکل ذرات پلیمر به کمک تصاویرSEM استفاده شده است. تغییرات شرایط اولیه پیش پلیمرشدن با تغییر ساز و کار شکست کاتالیزور بر شکل شناسی محصول اثر مستقیم دارد. پیش پلیمرشدن هم دما منجر به تولید ذرات کروی با ویژگی های هم سان می شود. در پیش پلیمرشدن هم دما در دمای کم ذراتی با سطح متخلخل دیده می شود. با افزایش دمای پیش پلیمرشدن ترک های سطح ذرات کمتر می شود. در پیش پلیمرشدن ناهم دما ذرات با شکل شناسی های مختلفی دیده می شود. افزایش دمای پیش پلیمر شدن در هر دو شیوه باعث بهبود کلی شکل شناسی می شود. افزایش زمان پیش پلیمر شدن حساسیت به دمای پیش پلیمرشدن را کاهش می دهد. در همه آزمایش ها ذرات پلیمری هسته - پوسته مانندی مشاهده می شود که به ساختار کاتالیزور نسبت داده شده است.

اثر مخلوط حلال های تری کلرواستیک اسید متیلن کلرید (TCAc/MC) بر خواص مکانیکی الیاف پلی استر و تغییر شکل شیمیایی الیاف پلی استر با این حلال مورد بررسی قرار گرفته است. الیاف پلی استرآرایش یافته در حالت آزاد و زیر کشش به وسیله حلالTCAc/MC در غلظت های مختلف TCAc و زمان های متفاوت عمل آوری شده و نیروی پارگی و ازدیاد طول تا پارگی آنها اندازه گیری شده است. بررسی نتایج نشان می دهد که استحکام الیاف پلی استر عمل آوری شده در حالت آزاد چندان تغییر نکرده است. اما، ازدیاد طول تا پارگی آنها به مقدار زیادی افزایش زیادی یافته است. در حالی که که در الیاف عمل آوری شده زیر کشش، افزایش استحکام و عدم تغییر زیاد در ازدیاد طول مشاهده شده است. تغییر شکل شیمیایی الیاف پلی استر به وسیله فرایند تاب دادن عمل آوری با حلال زیر کشش و بازکردن تاب در شرایط متفاوت انجام شده است. همچنین، مقادیر جمع شدگی دائم و قابل بازگشت الیاف تغییر شکل یافته اندازه گیری و با جمع شدگی الیاف تغییر شکل یافته به روش گرمایی مقایسه شده است. نتایج افزایش مقادیر جمع شدگی را با افزایش غلظت TCAc و زمان عمل آوری نشان می دهد. نتایج به دست آمده با توجه به ریز ساختار الیاف پلی استر بحث شده است.

در سالهای اخیر، الکتروریسی به عنوان فنی ساده و مؤثر برای تولید الیاف پلیمری بسیار ظریف و ممتد با قطری در حدود چند صد نانومتر مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله، با توجه به مزایا و خواص زیستی مطلوب زیست بلیمر طبیعی آلژینات و مزیت های مضاعف نانولیف تولید شده از آن، امکان الکتروریسی این زیست بلیمر بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که نه تنها محلول سدیم آلژینات در آب، از راه فن الکتروریسی قابل ریسیدن نیست، بلکه افزودن افزودنی های مناسب نظیر مواد فعال سطحی و حلال های آلی به محلول سدیم آلژینات نیز اثر قابل توجهی در افزایش قابلیت الکتروریسی محلول پلیمری ندارد. استفاده از نمک چهارتایی آمونیوم آلژینات یا آلژینیک اسید به جای سدیم آلژینات نیز در افزایش انحلال پذیری پلیمر در حلال های آلی و بهبود قابلیت الکتروریسی آن مؤثر نبود، اما با افزودن غلظت های مختلف پلیمر مصنوعی پلی اتیلن اکسید (PEO) به محلول آبی سدیم آلژینات، الکتروریسی مخلوط پلیمری به طور موفقیت آمیز انجام شد. با کمک تصاویر میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی پویشی(SEM) ساختار و توزیع قطری الیاف الکتروریسی شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج طیف سنجی زیر قرمز، مؤید برهم کنش ضعیف بین پلیمری(نظیر پیوند هیدروژنی) ما بین گروه های هیدروکسیل سدیم آلژینات و اکسیژن اتری در زنجیر پلیمری PEO بود. نتایج گرانروی سنجی محلول های پلیمری نیز حاکی از آن بود که قابلیت الکتروریسی و شکل شناسی نانوالیاف، به شدت به گرانروی محلول و در نتیجه به نسبت سدیم آلژینات به PEO وابسته است.

به منظور انجام این مطالعه، لایه های نازک پلیمری دوپه شده با رنگینه آلی غیر خطی DR1 با ضخامت 1 تا 2 میکرومتر تهیه شد. برای برهم زدن تقارن محیط و ایجاد آرایشی منظم در راستا و به جهت قرارگیری گشتاور دوقطبی مولکول های رنگینه در میان رشته های پلیمری و مشاهده آثار غیر خطی درجه دوم، از روش اعمال میدان الکتریکی به وسیله الکترودهای تماسی بهره گرفته شد. روشی مبتنی بر طیف سنجی برای مطالعه ساز و کار فرایند ایجاد نظم و اندازه گیری پارامترهای مرتبط با میزان نظم یافتگی استفاده شد. بعضی از عوامل مؤثر در این فرایندها همچون اثر دما، کیفیت سطوح، اثر حلال باقی مانده، همچنین وابستگی زمانی و مکانی برای کاربردهای آینده بررسی، و تحلیل و بهینه سازی شدند.

اخیرا نانوذرات زیست تخریب پذیر، به عنوان سامانه های نوین دارورسانی مورد توجه ویژه قرار گرفته اند. کیتوسان یکی از پلیمرهای زیست تخریب پذیر وزیست سازگار با بدن انسان است و همین خاصیت، امکان استفاده از آن را در زمینه های دارورسانی فراهم می سازد. هدف از این تحقیق، تعیین عوامل موثر و شرایط بهینه برای تهیه نانوذرات کیتوسان با استفاده از روش ژل شدن یونی است. پارامترهای مطالعه شده شامل غلظت و pH محلول کیتوسان، نسبت مقدار کیتوسان به سدیم تری پلی فسفات و وزن مولکولی کیتوسان است. بدین منظور، روش آماری تاگوچی برای طراحی آزمایش ها به کار رفت و اثر هر یک از متغیرها، در سه سطح مورد بررسی قرار گرفت. اندازه نانوذرات کیتوسان به وسیله دستگاه پراکنش نور لیزر معین گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که غلظت کیتوسان بیشترین اثر و وزن مولکولی آن کمترین اثر را بر اندازه نانوذرات تهیه شده ازکیتوسان دارد. شرایط بهینه برای تهیه نانوذراتی با ابعاد کمتر از nm200 عبارت است از: غلظت mg/mL 1محلول کیتوسان در pH=5، نسبت 3 مقدار کیتوسان به سدیم تری پلی فسفات و وزن مولکولی برابر با 200000 دالتون. متوسط اندازه نانوذرات تهیه شده در شرایط بهینه در حدود nm150 بود.

در این پژوهش، چگونگی تغییرات ساختاری و تغییر خواص فیزیکی ایجاد شده در اثر برهم کنش حلال- پلی پروپیلن با ساختارهای فیزیکی معین شده است. نخ های رشته ای پلی پروپیلن با ساختارهای فیزیکی متفاوت (نیمه آرایش یافته و کشیده شده) با حلال دکاهیدرونفتالین (دکالین) در چهار دمای 28، 55، 75 و 95 درجه سانتی گراد عمل آوری شدند و آثار آن مورد توجه قرار گرفت. ملاحظه شد که در دمای 95 نمونه ها در حلال حل می شوند و فقط حدود 94 درصد آن به حالت رسوب در دمای 28 درجه سانتی گراد باقی می ماند. با عمل آوری نمونه نخ ها با حلال در دماهای 28، 55 و 5 درجه سانتی گراد، کاهش وزن ناچیزی ملاحظه شد. تنش و ازدیاد طول تا پارگی نمونه ها، تغییرات چندانی را نشان نداد، اما منحنی تنش- ازدیاد طول نمونه نخ نیمه آرایش یافته در ناحیه تسلیم تغییر کرد. طیف های جذبی زیر قرمز نمونه ها، با مراجع مقایسه و اختلاف بین آنها توجیه شد پراش تابش X نشان داد که ساختار نمونه نیمه آرایش یافته تحت تاثیر حلال قرار می گیرد. گرماسنجی پویشی تفاضلی تغییری در دمای ذوب را نشان نداد اما نتایج آزمایش های پراش پرتو X ساختار نخ نیمه آرایش یافته را تایید کرد. برای نمونه های کشیده شده تغییر در مقدار مقدار بلورینگی ملاحظه نشد. اندازه گیری ضریب شکست مضاعف نشان داد تغییرات قابل توجهی در آرایش مولکولی نمونه ها در اثر حلال به وجود می آید. تغییراتی که در نمونه ها در اثر حلال در دمای کم به وجود آمد با مراجعه به مدل ساختاری الیاف پلی پروپیلن توضیح داده شد.

در این پژوهش، اثر سن درخت اکالیپتوس کاملدولنسیس (4، 6 و 8 سال) بر ترکیبات شیمیایی، گرانروی و درجه پلیمرشدن سلولوز بررسی شد. نمونه های چوبی مورد آزمایش از جنگل های دست کاشت تهیه شد. در تجزیه شیمیایی برای هر سن، درصد سلولوز، همی سلولوز، لیگنین، مواد استخراجی و خاکستر معین شد. نتایج نشان می دهد که با افزایش سن درخت مقدار سلولوز، مواد استخراجی و لیگنین افزایش ولی مقدارهمی سلولوز و خاکستر کاهش می یابد. گرانروی محلول سلولوز معین و سپس درجه پلیمرشدن (DP) محاسبه شد. گرانروی 4، 6 و 8 سال به ترتیب290، 503 و mL/g 566 به دست آمد و DP آنها نیز به ترتیب 272، 568 و 652 محاسبه شد. در نهایت با بررسی نتایج به دست آمده در همه مراحل، اختلاف بین هر سه سن در همه موارد معنی دار بود، اما تفاوت بین سن 4 سال و دو سن دیگر بیشتر بود. درخت با سن 8 سال بیشترین مقدار درجه پلیمرشدن را داشت، اما با در نظر گرفتن عامل سن، به منظور کاهش هزینه های جنگل داری، سن 6 سال درخت برای بهره برداری پیشنهاد می شود.

در این پژوهش، قیر دمیده 10/110 با درصدهای مختلفی از برش نفتی heavy vacuum slops، قیر 70/60 و پلی پروپیلن تک نظم (iPP) بازیافتی مخلوط شد. از رزین های حاصل با الیاف پلی استر کامپوزیت های مختلف تهیه شد. مدول و درجه نفوذ رزین های قیری و کامپوزیت های به دست آمده معین شد. با بررسی نتایج مشخص شد که مدول رزین اثر بسیار زیادی بر مدول کامپوزیت هایی دارد که الیاف آنها مانند پلی استر مدول یانگ کمی دارند. در نتیجه، برهم کنش های بین رزین و پلی استر مانند افزایش طول همبستگی آسفالتن ها در غیاب iPP، ساختار واسطه به هم پیوسته در هم نفوذی و در حضور iPP شبکه مجزای آسفالتنی، مدول کامپوزیت را از حالت خطی خارج می کند. وجود و عدم وجود iPP مقدار چقرمگی رزین و برهم کنش های آن با الیاف و در نتیجه تغییر در گرانروی رفتار مدول کامپوزیت را کنترل می کند. مقایسه مقادیر تجربی مدول کامپوزیت با نتایج مدول محاسباتی (نظری) نشان می دهد که مدل Takayanagi به خوبی رفتارهای این کامپوزیت ها را پیش بینی می کند. ضرایب تنظیم تجربی این مدل نیز به عنوان نمادی از برهم کنش بین رزین- الیاف گزارش شدند. همچنین، مشخص شد که مدول الیاف با تغییر گرانروی رزین تغییر می کند و iPP موجود در رزین قیری بیشترین اثر را روی آن دارد.