فهرست مطالب

دو ماهنامه علوم و تکنولوژی پلیمر
سال بیست و ششم شماره 2 (پیاپی 124، خرداد و تیر 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/04/25
  • تعداد عناوین: 7
|
  • روناک غلامی، بابک قنبرزاده*، جلال دهقان نیا صفحات 91-100

    هدف از این پژوهش، مطالعه اثر افزودن درصدهای مختلف مونت موریلونیت (3، 5، 7 و %9 وزن نشاسته)، بر خواص فیزیکی نانوکامپوزیت های نشاسته سیب زمینی-MMT است. مقاومت گرمایی و خواص مکانیکی فیلم های نانوکامپوزیت به ترتیب به وسیله آزمون گرماسنجی پویشی تفاضلی و آزمون کشش و نحوه پراکنش نانوذرات در ماتریس پلیمر با استفاده از آزمون پراش پرتو X بررسی شد. برای مطالعه اثر افزودن نانوذرات بر مقدار بازدارندگی فیلم های حاصل در برابر رطوبت، مقدار جذب رطوبت و تراوایی نسبت به بخار آب (WVP) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد، نحوه پراکنش نانوذرات در ماتریس پلیمر به شکل ورقه ای است. مقدار WVP برای نمونه شاهد، g/m.h.Pa 7-10 × 6/2 است که با افزایش غلظت نانوخاک رس تا %9، به طور معنی داری کاهش می یابد و به g/m.h.Pa7-10 × 43/1 می رسد. همچنین، با افزودن نانوخاک رس از صفر تا %9، استحکام کششی نهایی نمونه های فیلم از MPa 9/5 تا MPa63/6 افزایش و کرنش تا پارگی از %82/34 به %83/26 کاهش یافت. اما، روند افزایشی استحکام کششی در فیلم های حاوی غظت های کم نانوخاک رس (%7-0)، معنی دار نبود. مهم ترین دلیل برای تقویت مقاومت مکانیکی در اثر افزودن نانوخاک رس، برقراری پیوندهای بین سطحی قوی تر و بیشتر بین زنجیرهای نشاسته و لایه های نانوخاک رس، پرکردن فضاهای خالی و افزایش نواحی بلوری است. بررسی مقاومت گرمایی نمونه های نانوکامپوزیت نشان داد، فیلم های نانوکامپوزیت نسبت به فیلم نشاسته خالص مقاومت گرمایی و دمای ذوب بیشتری دارند. با افزایش محتوای نانوخاک رس از صفر تا % 9، دمای ذوب نمونه های نانوکامپوزیت از 218 درجه تا 232 افزایش می یابد.. همچنین با افزایش محتوای نانوخاک رس، دمای انتقال شیشه ای افزایش می یابد. این افزایش مربوط به کاهش حجم آزاد، کاهش تحرک قطعه ای و در نتیجه تشکیل ساختار منسجم تر به وسیله نانوخاک رس در نواحی بی شکل است.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، نشاسته، مونت موریلونیت، خواص مکانیکی، نانوخاک رس
  • راضیه مهرابی کوشکی، اسماعیل قاسمی، محمد کرابی صفحات 101-113
    آمیخته پلی کربنات- پلی (بوتیلن ترفتالات) (PC/PBT) از جمله آمیخته های امتزاج ناپذیر است که واکنش تبادل استری رخ داده در سطح مشترک دو فاز آن می تواند به عنوان سازگارکننده واکنشی عمل کند و موجب ریزترشدن شکل شناسی شود. هدف پژوهش حاضر، بررسی واکنش تبادل استری آمیختهPC/PBT در مجاورت نانوذرات خاک رس و بررسی اثر آن بر شکل شناسی نانوکامپوزیت است. بدین منظور، از سه نوع نانوذرات خاک رس به نام های تجاری کلویزیت 30B، 20A و 15A استفاده شد. نتایج آزمون طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه در نانوکامپوزیت های حاوی کلویزیت 20A و15A نشان دهنده افزایش شدت واکنش تبادل استری در مجاورت نانوذرات خاک رس است. همچنین، نتایج آزمون پراش پرتو X با زاویه کوچک (SAXS) از نمونه های حاوی این نانوذرات خاک رس، نشان دهنده افزایش فاصله صفحات نانوخاک رس در آنها و دستیابی به شکل شناسی یکپارچه در آمیخته است. این رفتار نشان دهنده وابستگی بین واکنش های بین فازی، شکل شناسی نانوذرات خاک رس و شکل شناسی آمیخته به یکدیگر است، نتایج حاصل از آزمون SAXS نشان دهنده تخریب گرمایی در نمونه های حاوی کلویزیت30B و کاهش فاصله بین صفحات نانوخاک رس در این آمیخته ها به دلیل تخریب گرمایی است. ریزنگار میکروسکوپ الکترونی پویشی این آمیخته ها، شکل شناسی قطره - ماتریس در ترکیب درصد 30/70 از PC/PBT و شکل شناسی به هم پیوسته را در ترکیب درصد 50/50 از PC/PBT نشان داد، با افزایش درصد نانوخاک رس شکل شناسی ریزتر شد. اگرچه کلویزیت 30B در شرایط فرایند تخریب شده و فاصله بین صفحات آن کاهش یافته بود، اما افزایش نانوخاک رس به دلیل افزایش واکنش تبادل استری موجب ریزترشدن شکل شناسی در ترکیب درصد 30/70 از PC/PBT و تبدیل شکل شناسی به هم پیوسته به شکل شناسی میکرو- به هم پیوسته در ترکیب درصد 50/50 از PC/PBT شد. نتایج آزمون دینامیکی- مکانیکی- گرمایی که موید نزدیک شدن دو دمای انتقال شیشه ای پلیمرها بود نشان داد، واکنش تبادل استری از وجود نانوذرات اثر پذیرفته و روند بهبود آن در سازگاری بیشتر دو پلیمر مشخص است. بنابراین، رفتار نمونه های حاوی این نانوخاک رس نیز نشان دهنده ارتباط بین واکنش های بین فازی و شکل شناسی نانوذرات خاک رس بر شکل شناسی آمیخته است
    کلیدواژگان: آمیخته PC، PBT، واکنش تبادل استری، نانوخاک رس، شکل شناسی، نانوکامپوزیت
  • فاطمه خادمه مولوی، روح الله باقری، قاسم نادری، صدیقه سلطانی صفحات 115-123
    نانوکامپوزیت سه تایی بر پایه آمیخته اتیلن- پروپیلن دی ان مونومر (EPDM) و اتیلن- پروپیلن دی ان مونومر پیوند شده با مالئیک انیدرید(EPDM-g-MAH) با غلظت های متفاوت (7-0 قسمت وزنی) نانولوله کربنی چنددیواره (MWCNT) روی غلتک آزمایشگاهی تهیه شد. بررسی نقش EPDM-g-MAH به عنوان سازگارکننده و اثر غلظت های مختلف نانولوله کربنی روی خواص مکانیکی، رئولوژیکی و مشخصات پخت نانوکامپوزیت بررسی شد. رفتار پخت نانو کامپوزیت های تهیه شده با استفاده از رئومتر پخت لاستیک مطالعه شد. همچنین ریزساختار نانوکامپوزیت ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی پویشی مشاهده شد. آزمون های رئولوژیکی نانوکامپوزیت ها نیز به وسیله تحلیل گر فرایند لاستیک انجام شد. مشاهده شد که با افزایش غلظت MWCNT به کامپوزیت سازگارشده، زمان پخت و زمان برشتگی آمیزه کاهش، درحالی که بیشینه و کمینه گشتاور افزایش نشان می دهد. این نتایج در توافق با اطلاعات حاصل از آزمون تورم نمونه هاست. با افزایش غلظت نانو لوله ها، کاهش تورم در حلال مشاهده شده که می توان به بهبود برهم کنش در فصل مشترک میان نانو لوله ها و ماتریس به سبب وجود سازگارکننده MAH-g-EPDM نسبت داد. مطالعات شکل شناسی سطح شکست حاکی از این مطلب بود که وجود سازگارکننده EPDM-g-MAH موحب بهبود پراکنش نانو لوله ها در ماتریس شده و پراکنش یکنواخت همراه با مقدار اندکی کلوخگی مشاهده شد. از طرفی، وجود نانولوله ها در ماتریس سبب زبرترشدن سطح شکست شد. همچنین، خواص مکانیکی شامل استحکام کششی و ازدیاد طول تا پارگی نانوکامپوزیت EPDM/MWCNT سازگارشده نتایج بهتری را در مقایسه با کامپوزیت سازگارنشده نشان داد. خواص رئولوژیکی شامل مدول ذخیره (G'') و گرانروی مختلط (η*) با افزایش غلظتMWCNT، به ترتیب افزایش و کاهش یافت.
    کلیدواژگان: نانو کامپوزیت، نانو لوله کربنی چنددیواره، سازگارکننده EPDM، g، MAH، خواص مکانیکی، مشخصات پخت
  • میرحمیدرضا قریشی، قاسم نادری، علی کشاورز صفحات 125-138
    در پژوهش حاضر، بهینه سازی خواص مکانیکی، دینامیکی و گرمایی آمیزه رویه تایر رادیال سواری با تاکید بر نقش و اثر سه جزء شتاب دهنده، دوده و روغن آروماتیک انجام شد. بدین منظور، ابتدا فرمول بندی مبنا بر پایه دو کائوچوی SBR/BR و گوگرد و سایر اجزای آمیزه کاری و بدون سه بخش یاد شده درنظر گرفته شد. اثر دو سامانه شتاب دهنده CBS/TMTD و TBBS/TMTD در مقادیر و نسبت های مختلف و به شکل نیمه کارا روی خواص آمیزه مبنا بررسی شده و بر این اساس سامانه شتاب دهنده مناسب انتخاب شد. سپس، آمیخته دوده های N330 و N550 در مقادیر و نسبت های مختلف به آمیزه اضافه شد و خواص آن بررسی و مقایسه شد تا مقدار بهینه آمیخته دوده ای N330/N550 مشخص شود. سرانجام، با مطالعه اثر مقادیر مختلف روغن آروماتیک روی خواص آمیزه رویه تایر، مقدار آن و نیز خواص بهینه آمیزه نهایی مشخص شد. برای تعیین خواص بهینه آمیزه نهایی آزمون های مکانیکی (استحکام کششی، درصد ازدیاد طول تا پارگی، خستگی، سایش، سختی و جهندگی)، آزمون های دینامیکی شامل DMTA در حالت کششی و همچنین آزمون گرمااندوزی انجام شد. نتایج نشان داد، خواص بهینه آمیزه در سامانه شتاب دهنده CBS به مقدار 8/0 قسمت وزنی و TMTD به مقدار 7/0 قسمت وزنی، آمیخته دوده های N330/N550 به نسبت 20/40 و روغن آروماتیک به مقدار 15 قسمت وزنی حاصل می شود.
    کلیدواژگان: تایر، رویه، مقاومت غلتشی، آمیخته دوده، روغن آروماتیک
  • سعید حنیفی، شروین احمدی، عبدالرسول ارومیه ای صفحات 139-148
    نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن- نشاسته سازگارشده با PP-g-MA یا EVA، با مقادیر 0، 3 و 5 درصد وزنی از خاک رس اصلاح شده کلویزیت 30B به روش اختلاط مذاب تهیه شد و خواص مکانیکی، شکل شناسی و تخریب پذیری نمونه ها بررسی شد. نتایج آزمون کشش نشان داد، با دارا بودن 5 درصد وزنی از نانوخاک رس مقادیر استحکام کششی، مدول کشسانی و ازدیاد طول تا پارگی به ترتیب MPa 5/15، MPa 2/10 و %2/4 برای آمیزه های سازگارشده با PP-g-MA و به ترتیب MPa 0/10، MPa 0/7 و %4/19 برای آمیزه های سازگارشده با EVA است. همچنین، وجود 5 درصد وزنی نانوخاک رس باعث افزایش %1/9 استحکام کششی، افزایش %70 مدول کشسانی و کاهش %49 ازدیاد طول تا پارگی آمیزه های سازگارشده با PP-g-MA و افزایش %8/40 استحکام کششی، افزایش %3/27 مدول کشسانی و افزایش %8 ازدیاد طول تا پارگی آمیزه های سازگارشده با EVA شد. دلیل این بهبود خواص، می تواند پراکنش مناسب و تشکیل شبکه فیزیکی از لایه های سیلیکاتی در زمینه پلیمر باشد. الگوهای پراش SAXS و تصاویر TEM تشکیل ساختار ورقه ای را تایید کرد. تصاویر میکروسکوپی SEM شکل شناسی قطره ای را نشان داد که دال بر ناسازگاری این دو پلیمر است. تخریب اکسایشی نمونه ها در معرض پرتو فرابنفش با طیف سنجی FTIR بررسی شد. درصد افت وزن نمونه های MA-5، EVA-3 و EVA-5 پس از 120 روز قرارگرفتن در محیط لجن فعال به ترتیب 7/20، 4/28 و %9/37 به دست آمد. این نتایج نشان می دهد، زیست تخریب پذیری آمیزه های سازگار شده با EVA به مراتب بیشتر است و افزایش خاک رس باعث بهبود زیست تخریب پذیری آمیزه ها می شود.
    کلیدواژگان: خاک رس اصلاح شده، نانوکامپوزیت زیست تخریب پذیر، پلی پروپیلن، نشاسته، سازگارکننده
  • محمدرضا عرب بافرانی، مهدی رزاقی کاشانی صفحات 149-158
    یکی از مهم ترین عوامل موثر بر اصطکاک لاستیک، زبری سطح ساینده است که معین کننده اندازه سطح تماس واقعی، توزیع فشار در ناحیه تماس بین لاستیک و سطح زبر و مقیاس های درگیری مکانیکی بین سطح زبر و لاستیک با خواص گرانروکشسانی است. لزوم پیش بینی ضریب اصطکاک لاستیک روی سطوح زبر برای کاربردهایی مانند کشانش تایر روی سطح جاده، منجر به ایجاد مدل های فیزیکی مانند مدل Heinrich-Kluppel شده است. در این پژوهش، با شبیه سازی اصطکاک لاستیک مقدار انطباق مدل Heinrich-Kluppel با نتایج تجربی بررسی شد و اثر تغییر معادلات گرانروکشسان در کارایی آن ارزیابی شد. بدین منظور از یک سو مشخصه های ناهمواری سطوح زبر از طریق تحلیل فراکتال و رفتار گرانروکشسانی لاستیک پخت شده با آزمون تحلیل دینامیکی- مکانیکی- گرمایی اندازه گیری شده و با استفاده از آنها ضریب اصطکاک از راه شبیه سازی به کمک کدهای عددی محاسبه شد. همچنین، شبیه سازی با جایگزینی معادلات گرانروکشسان ماکسول تعمیم یافته به جای معادله Zener در مدل اولیه اصلاح شد. از سوی دیگر، ضریب اصطکاک لاستیک روی همان سطوح زبر (چند نوع کاغذ سمباده) به کمک دستگاه اندازه گیری ضریب اصطکاک در دانشگاه تربیت مدرس اندازه گیری و با نتایج به دست آمده از تحلیل عددی مقایسه شد. نتایج نشان داد، شبیه سازی رایانه ای ماهیت وابسته به بار عمودی و سرعت لغزش ضریب اصطکاک را به خوبی پیش بینی می کند. به کارگیری معادلات گرانروکشسانی ماکسول تعمیم یافته توافق بین داده های عددی و تجربی را در محدوده سرعت های زیاد بهبود داد، جایی که مدل گرانروکشسان Zener قابلیت پیش بینی روند ضریب اصطکاک را با سرعت از دست می دهد. این محدوده از سرعت با سرعت لغزشی در ردپای تایر در حالت غلتش آن در شرایط کارکرد منطبق تر است.
  • عادله قلی پور کنعانی، سیدهژیر بهرامی، محمدتقی جغتایی، علی صمدی کوچکسرایی صفحات 159-170
    امروزه استفاده از مخلوط پلیمرهای طبیعی و سنتزی در تولید داربست های زیستی به دلیل قابلیت دستیابی به ویژگی های مطلوب، بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گفته است. در این پژوهش، داربست های نانولیفی مخلوط پلی کاپرولاکتون- کیتوسان- پلی وینیل الکل از محلول مخلوط پلیمرها با نسبت 2: 1: 5/1 به روش الکتروریسی تهیه شد. بررسی های میکروسکوپ الکترونی نشا ن دهنده دستیابی به نانوالیافی با قطر متوسط nm 21±136 و شکل شناسی بسیار یکنواخت بدون دانه تسبیحی است. آزمون های استحکام کششی و اندازه گیری زاویه تماس روی شبکه نانولیفی نشان می دهد، اضافه شدن پلی کاپرولاکتون سبب بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی شبکه حاصل می شود. به عنوان یک نتیجه، افزودن پلی کاپرولاکتون به مخلوط سبب حفظ تمامیت فیزیکی شبکه حاصل در محیط آبی بدن شده است. برای بررسی مقدار زیست سازگاری و بررسی خواص زیستی داربست تولید شده، سلول های فیبروبلاست روی نمونه های مدنظر کشت داده شدند. نتایج آزمون های زیستی نشان دهنده سلول سازگاری بسیار عالی داربست های نانولیفی حاصل بوده است. در بحث مهندسی بافت، روی نیمی از داربست ها سلول های بنیادی مزانشیمی بند ناف انسانی کاشته شده است. برای بررسی چگونگی اثربخشی داربست های حاصل در ترمیم زخم، مطالعات بالینی بر پوست پشت موش های صحرایی با بررسی ترمیم زخم های برشی تمام عمق انجام شده است. نتایج پاتولوژی نشان دهنده اثر بخشی بسیار مناسب داربست های نانولیفی در مقایسه با نمونه های کنترل (بدون داربست) است. زخم های ترمیم شده با داربست در روز دهم پس از جراحی به حد نهایی ترمیم رسیدند، در حالی که زخم های گروه کنترل پس از 15 روز به این حد ترمیم دست یافتند. همچنین، اثر بهبود داربست های با سلول بنیادی در مقایسه با داربست های بدون سلول به دلیل قابلیت کلاژن سازی سلول های بنیادی بهتر بوده است.
    کلیدواژگان: پلی کاپرولاکتون، کیتوسان، داربست های نانولیفی، مهندسی بافت، ترمیم زخم
|
  • Ronak Gholami, Babak Ghanbarzadeh, Jalal Dehghannia Pages 91-100

    Studies were carried out on the effect of adding different percentages of montmorillonite (3، 5، 7 and 9% of starch weight) on the physical properties of potato starch-MMT nanocomposites. Heat resistance and mechanical properties of films were measured by differential scanning calorimetry (DSC) and tensile test. Nanoparticles distribution in polymer matrix was investigated using X-ray diffraction test (XRD). For investigation of water vapor resistance of film samples، moisture sorption and water vapor permeability (WVP) were measured. The results showed that the distribution of nanoparticles in the polymer matrix was exfoliated. WVP in pure starch films was 2. 62×10-7 g/mhPa and with the addition of 9% MMT it was reduced to 1. 43×10-7 g/mhPa. With the addition of nanoclay from zero to 9%، the ultimate tensile strength of nanocomposite samples was increased from 5. 9 to 6. 63 MPa and strain-to-break was decreased from 34. 82 to 26. 83%. But the rising trend was not significant for nanocomposite samples containing low concentrations of nanoclay (0-7%). The main reasons for the enhancement of mechanical properties due to the addition of nanoclay were to establish hydrogen bonding between polymer chains and clay layers، filling the empty spaces and increase the crystalline domains. Investigation of thermal resistance of nanocomposite samples showed that they have higher thermal resistance and melting point in comparison with pure starch films. With the addition of nanoclay from zero to 9%، the melting point of film samples was increased from 218 to 232. 1°C. With the addition of nanoclay، probably the mobility of amylopectin chains decreased and crystalline domains increased. Also، with increasing nanoclay content، the glass transition temperature of nanocomposite samples was increased. This result corresponded to shrinkage in free volume and thus reduction in the polymer chains mobility in amorphous regions.

    Keywords: nanocomposite, starch, montmorillonite, mechanical properties, nanoclay
  • Razieh Mehrabi Kooshki, Ismail Ghasemi, Mohammad Karabi Pages 101-113
    Recently، using nanoparticles in polymeric blend have been considered by many researchers a new epoch for generation of materials to meet different requirements in various industries such as car، sport، military، structure and electronic. The transesterification reaction in polyester blends during melt mixing plays an important role in the components compatibility، and the ultimate properties of the blend affected by this reaction. In this study the transesterification reaction in the blend of poly (butylene terephthalate) (PBT) /polycarbonate (PC) was studied at the presence of three commercial organic modified montmorillonite namely Cloisite 30B، Cloisite 20A and Cloisite 15A. The main difference among these nanoparticles is their surface chemical structures and initial gallery heights. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and small angel X-ray scattering (SAXS) analysis showed that tranesterification reaction was improved at the presence of Cloisite 20A and Cloisite 15A and an intercalation morphology was obtained. While in the samples containing Cloisite 30B a thermal degradation occurred and initial gallery of the nanoparticles was increased. Dynamical mechanical thermal analysis results revealed that by addition of nanoclay to polymer blend، the glass transition of polymers draw on to each other which means more compatibility has been obtained and transestrification reaction has been improved at presence of the nanoparticles. Scanning electron microscope (SEM) micrographs showed droplet-matrix morphology for PC/PBT: 70/30 ratio and co-continuous for PC/PBT: 50/50. By incorporation of nanoparticles the finer morphology was obtained in PC/PBT: 70/30 and co- continuous morphology changed to micro co-continuous in PC/PBT: 50/50.
    Keywords: PC, PBT blend, transesterification reaction, nanoclay, morphology, nanocomposite
  • Fatemeh Khademeh Molavi, Rohollah Bagheri, Ghasem Naderi, Sedigheh Soltani Pages 115-123
    In order to achieve dramatic improvements in the performance of rubber materials، attempts were made to develop carbon nanotube (CNT) -reinforced rubber composites. The maleic anhydride (MAH) modification of EPDM is an interesting way of compatibilizing the EPDM rubber with CNT. Novel ternary nanocomposites were prepared based on EPDM/EPDM grafted maleic anhydride (EPDM-g-MAH) blend composition with various concentrations (0-7 phr) of multi-wall carbon nanotube (MWCNT) on a two-roll mill. The effect of EPDM-g-MAH as a compatibilizer and MWCNT concentration were investigated on cure characteristics، mechanical، morphological and rheological properties of nanocomposites. The microstructure of nanocomposites has been characterized using scanning electron microscopy (SEM). At the same time the rheological behavior has been evaluated by a rubber processing analyzer (RPA). It was found that the cure time (t90) and scorch time (t5) decreased while maximum torque (MH) and minimum torque (ML) of the compatibilized composites were increased with increasing MWCNT loading which was consistent with the swelling data. It is observed that by increasing MWCNT loading the swelling index in solvent was decreased. This can be related to good interactions between carbon nanotube and EPDM matrix in presence of EPDM-g-MAH compatibilizer. The fracture surface study indicated that compatibilizer facilitated a homogenous dispersion of MWCNTs inside the matrix. On the other hand، carbon nanotubes in matrix caused roughness of the fractured surface compared with uncompatibilized samples. The mechanical properties such as tensile strength and elongation-at-break of compatibilized EPDM/MWCNT were higher than those of uncompatibilized nanocomposites. In addition، due to increasing MWCNT content the rheological properties such as storage modulus (G'') increased with respect to angular frequency while the complex viscosity decreased.
    Keywords: nanocomposite, multi, wall carbon nanotube, EPDM, g, MAH compatibilizer, mechanical properties, cure characteristics
  • Mir Hamid Reza Ghoreishy, Ghasem Naderi, Ali Keshavarz Pages 125-138
    A high performance passenger tire tread compound was optimized for its mechanical، dynamical and thermal properties. A reference compound was based on a blend of SBR and BR، sulfur and other ingredients without accelerator، carbon black and aromatic oil. The effects of CBS/TMTD and TBBS/TMTD as accelerator systems were studied with different quantities and the best accelerator system was chosen. Then، the blends of N330 and N550 carbon blacks were added in different quantities and the properties of these samples were studied to determine the best carbon black blend. Finally، the effect of different quantities of aromatic oil was investigated and the optimized quantity of aromatic oil and the final properties of tire tread compound were defined. The mechanical and dynamical tests were carried out on appropriate samples to determine tensile strength، elongation-at-break، fatigue-to-failure، abrasion resistance، hardness، resilience، dynamical-mechanical properties and temperature rise due to the heat build-up. The results showed that the compound containing 0. 8 phr CBS، 0. 7 phr TMTD، 40 phr N330،20 phr N550 and 15 phr aromatic oils demonstrated the best properties.
    Keywords: tire, tread, rolling resistance, carbon black blend, aromatic oil
  • Saeed Hanifi, Shervin Ahmadi, Abdulrasoul Oromiehie Pages 139-148
    Polypropylene/starch nanocomposites compatibilized with PP-g-MA or EVA، with values 0، 3 and 5 wt% of modified clay (Cloisite 30B) were prepared by melt intercalation technique and the mechanical properties، morphology and degradation of nanocomposites were investigated. Tensile test results showed that in the presence of 5 wt% nanoclay، values of tensile strength، elastic modulus and elongation-at-break are 15. 5 MPa، 10. 2 MPa and 4. 2% for PP-g-MA compatibilized blends and 10. 0 MPa، 7. 0 MPa and 19. 4% for EVA compatibilized blends، respectively. Also، the presence of 5 wt% nanoclay increased 9. 1 % of tensile strength; 70 % of elastic modulus and decreased 49% of elongation-at-break for PP-g-MA compatibilized blends and increased 40. 8% of tensile strength; 27. 3% of elastic modulus and 49% of elongation-at-break for EVA compatibilized blends. The reason for these properties improvement could be proper dispersion and physical network consisting of silicate layers in the polymer matrix. SAXS patterns and TEM images confirmed that the prepared nanocomposites were exfoliated. SEM microscopic images show droplet morphology that is indicative of incompatibility of two polymers. Oxidative degradation of samples exposed to UV light was studied using FTIR spectroscopy. The weight loss percentage of MA-5، EVA-3 and EVA-5 specimens after 120 days of exposure in activated sludge resulted in 20. 7، 28. 4 and 37. 9%، respectively. These results indicate that biodegradation of EVA compatibilized blends is much higher with increasing nanoclay which has improved the biodegradablility of the blends.
  • Mohammad Reza Arab Bafrani, Mehdi Razzaghi-Kashani Pages 149-158
    One of the most important factors that affect tire friction is surface roughness، which determines the size of the real contact area، real pressure distribution on the contact interface، and scales of mechanical engagement between viscoelastic rubber and a rough substrate. The need to predict coefficient of friction (COF) for rubber on rough surfaces for applications such as traction of tires on the road surfaces led to some physical models such as Heinrich-Kluppel’s model. The current study examines the applicability of the Heinrich-Kluppel model، using different viscoelastic representations، in numerical simulations of COF for rubber، and its agreement with the experimental results. For this purpose، roughness characteristics of the surfaces and viscoelastic properties of rubber were measured by fractal analysis and dynamic-mechanical-thermal analysis (DMTA)، respectively. These data were employed in the numerical code to simulate COF for a rubber sample. The model was also modified by replacing the Zener viscoelastic representation in the original model with the generalized Maxwell viscoelastic representation. On the other hand، COF for rubber was measured on the same rough surface (different sand-papers) by an in-house friction tester، and results were compared with the numerical results. It was shown that computer simulation could predict the load and speed dependence of rubber friction very well. The application of the generalized Maxwell model improved agreement between the numerical and experimental results for high sliding speeds where the Zener viscoelastic model failed to predict the right trend in variation of COF with speed. This speed range was matched with the sliding velocities in the footprint of tire under rolling conditions.
    Keywords: rubber friction, viscoelastic properties, surface roughness, Heinrich, Kluppel's model, contact mechanics
  • Adeleh Gholipour-Kanani, Seyed Hajir Bahrami, Mohammad Taghi Joghataie, Ali Samadikuchaksaraei Pages 159-170
    Nowadays، blending of natural and synthetic polymers has attracted a considerable interest in tissue engineering for reaching desirable properties. In this study، blend nanofibrous scaffolds were electrospun from poly (caprolactone) /chitosan/poly (vinyl alcohol) blend solutions in 2:1: 1. 5 mass ratio. SEM results showed that uniform and bead-less nanofibers with 136±21nm average diameter were obtained from electrospun poly (caprolactone) /chitosan/poly (vinyl alcohol) blend solutions. Tensile strength test and contact angle measurement demonstrated that addition of PCL led to higher mechanical and physical properties of the resulting web. As a result، addition of PCL in the blend supported the web physical integration in aqueous media of body. Fibroblast cells were cultured on nanofibrous webs to investigate web biocompatibility. The biological results showed appropriate biological properties for the produced nanofibrous webs. Tissue engineered scaffolds were prepared by seeding mesenchymal stem cells on half of the scaffolds. In vivo studies were carried out to investigate the effect of scaffolds on healing of excisional cutting wounds created on the back of the rats. From pathological studies، wounds treated with scaffolds (both acellular and cell-seeded ones) showed better healing compared with control specimens. The results showed that wounds acquired complete healing by the scaffolds within 10-day of post operation، while control wounds achieved healing after 15 days of post surgery operation. It is notable that، cell-seeded-scaffold-treated-wounds showed best healing process due to stem cells ability for collagen regeneration.