فهرست مطالب

علوم و تکنولوژی پلیمر - سال بیست و هفتم شماره 1 (پیاپی 129، فروردین و اردیبهشت 1393)

دو ماهنامه علوم و تکنولوژی پلیمر
سال بیست و هفتم شماره 1 (پیاپی 129، فروردین و اردیبهشت 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/02/30
  • تعداد عناوین: 7
|
  • بابک اکبری، رضا باقری صفحات 3-14
    در این پژوهش سعی شده است که اثرتقویت کننده نانومتری خاک رس آلی اصلاح شده در کنترل سازوکار تغییرشکل پلاستیک در ماتریس های پلیمری که سازوکارهای متفاوتی دارند، در شرایط بارگذاری ایستا به طور اسلوب مند بررسی شده تا ارتباط ساختار و سازوکار تغییرشکل پلاستیک در این دسته از مواد مشخص شود. نانوکامپوزیت ها پلی پروپیلن و پلی استیرن به همراه مقادیر مختلف مونت موریلونیت اصلاح شده به روش اختلاط مذاب با استفاده از اکسترودر دوپیچی به همراه سامانه تغذیه گرسنه و نیز ماتریس اپوکسی به روش پلیمریشدن درجا تهیه شدند. ساختار نانوکامپوزیت ها و سازوکار تغییرشکل پلاستیک در هریک از این سامانه ها بررسی شد. برای بررسی ساختار سامانه ها از روش های XRD و TEM و برای بررسی سازوکار تغییرشکل پلاستیک نانوکامپوزیت ها از میکروسکوپی نوری انعکاسی و عبوری استفاده شد. نتایج آزمون ها نشان داد، در سامانه اپوکسی (سیلان برشی سازوکار غالب است) ذرات خاک رس به عنوان مراکز ابتدایی برای ایجادشدن نوارهای برشی عمل می کنند. به عبارت دیگر، این ذرات باعث سهولت در سازوکار سیلان برشی در سامانه اپوکسی می شوند. این در حالی است که در سامانه پلی استیرن (ترک زایی سازوکار غالب است) ذرات خاک رس به عنوان مراکز ابتدایی برای ایجاد شدن ترک زایی عمل می کنند و باعث تبدیل شدن سازوکار ترک زایی از موضعی به توده ای می شوند. همچنین نتایج نشان داد، در سامانه پلی پروپیلن (احتمال وجود هر دو نوع سازوکار است) ذرات خاک رس با توجه به شرایط و ساختاری که در ماتریس دارند می توانند باعث سهولت یا به تاخیرافتادن هر دو سازوکار سیلان برشی و ترک زایی شوند.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، اپوکسی، پلی استیرن، پلی پروپیلن، خاک رس، ساختار، سازوکار تغییرشکل
  • مهسا مجذوبی، نگین سیف زاده، عسگر فرحناکی، فوژان بدیعی صفحات 15-23
    استفاده از فرایند فراصوت در صنعت غذا برای همگن سازی، استخراج، آنزیم بری و از بین بردن میکروارگانیسم ها در حال افزایش است. نشاسته پلیمری است که به طور طبیعی در بسیاری از غذاها وجود دارد یا به عنوان افزودنی به غذا اضافه می شود. بنابراین تعیین اثر فراصوت دهی بر خواص نشاسته می تواند در تفسیر خواص محصولات حاوی نشاسته مفید باشد. دراین پژوهش، تغییرات فیزیکوشیمیایی نشاسته گندم عمل آوری شده با امواج فراصوت بررسی شد. بدین منظور از دستگاه فراصوت کاونده با بسامد 20 کیلوهرتز و توان 100 وات و در دمای 22 درجه سلسیوس استفاده شد. تعلیقی از نشاسته (30% وزنی) به مدت 5، 10، 15 و 20 دقیقه در معرض امواج فراصوت قرار گرفت. نتایج نشان داد، با افزایش زمان فرایند فراصوت دهی انحلا ل پذیری در آب، جذب آب و شفافیت ژل نشاسته افزایش یافت. تعیین گرانروی ذاتی که با لوله مویین اوستوالد اندازه گیری شد نشان داد، گرانروی ذاتی در اثر فراورش کاهش یافت. نتایج دستگاه بافت سنج نشان داد، با افزایش زمان فراورش استحکام ژل کاهش یافت. با استفاده از میکروسکوپی الکترونی پویشی مشخص شد، افزایش زمان عمل آوری با امواج فراصوت باعث ایجاد تعدادی شکاف و فرورفتگی هایی روی سطح گرانول ها می شود. این تغییرات نمایانگر اثر فراصوت بر خواص نشاسته در شرایط آزمون بود. در مجموع نتیجه گیری شد، فراصوت دهی می تواند از سطح گرانولی تا مولکولی نشاسته تغییراتی را ایجاد کند. برخی مولکول های نشاسته در اثر فرایند دچار شکستگی شدند. این تغییرات با افزایش زمان فرایند تشدید شد.
    کلیدواژگان: امواج فراصوت، عمل آوری با فراصوت، نشاسته گندم، حفره سازی، خواص فیزیکوشیمیایی
  • سید محمد مهدی مرتضوی، سعید احمدجو، مهدی نکومنش، حسن عربی، غلامحسین ظهوری صفحات 25-35
    کاتالیزور متالوسن (Ind)2ZrCl2 به روش اصلاح شده ای در دمای محیط سنتز شد، سپس، با استفاده از آن ترپلیمرشدن اتیلن و پروپیلن و دی ان در شرایط مختلف ترپلیمرشدن مانند نسبت های متفاوت خوراک مونومرها، نسبت کمک کاتالیزور و دمای پلیمرشدن انجام شد. بیشترین فعالیت ترپلیمرشدن کاتالیزور در حدود kg EPDM.mol-1.Zr-1.h-1 1700 در فشار 4 بار، دمای پلیمرشدن 60 درجه سلسیوس نسبت خوراک مونومرها (33/67 E/P) به دست آمد. تغییرات فعالیت کاتالیزور نسبت به تغییرات غلظت کمک کاتالیزور و دمای پلیمرشدن از نوع زنگوله ای بود. وزن مولکولی متوسط گرانروی پلیمرها با افزایش فشار کل در نسبت های خوراک متفاوت افزایش یافت. از طرف دیگر، وزن مولکولی متوسط گرانروی پلیمرها در نسبت های زیاد از نسبت [Al]/[Zr] و با افزایش دمای پلیمرشدن کاهش یافت. افزایش در غلظت مونومرهای پروپیلن و دی ان در نسبت خوراک مونومرها سبب کاهش فعالیت کاتالیزورو وزن مولکولی متوسط گرانروی شد. مقادیر نسبت سرعت بیشینه به سرعت در انتهای واکنش (DI) برای این نوع کاتالیزور در حالت های مختلف از ترپلیمرشدن نسبتا زیاد بود که بیانگر سینتیک تخریبی برای پلیمرشدن با این کاتالیزور متالوسن است. افزایش مقدار [Al]/[Zr] تا مقدار 500 سبب افزایش در مقادیر اتیلن و دی ان (%ENB) وارد شده در ترپلیمر نهایی شد. درحالی که افزایش دمای پلیمرشدن، افزایش غلظت مونومر دی ان و مونومر پروپیلن در نسبت های خوراک سبب کاهش در مقدار اتیلن و افزایش در مقدار دی ان (%ENB) وارد شده در زنجیر ترپلیمر شد. دمای شیشه ای ترپلیمرهای تولید شده در محدوده 65- تا 52 درجه سلسیوس بود. مطالعات ریزساختار برخی از ترپلیمرها تمایل برای تشکیل ساختار دسته ای در زنجیر ترپلیمر را نشان داد.
    کلیدواژگان: متالوسن، ترپلیمرشدن، کاتالیزور همگن، ترپلیمر اتیلن پروپیلن دی ان، الاستومر
  • مریم خوش منظر، بابک قنبرزاده، حامد همیشه کار*، محمود صوتی، محمدیار حسینی صفحات 37-49
    نانوکپسول های بر پایه کمپلکس پروتئین پلی ساکارید از انواع نانو حامل های زیست پلیمری اند که بالقوه می توانند برای کپسولی شدن مواد غذا - داروی آبگریز استفاده شوند. در این پژوهش، از کمپلکس سدیم کازئینات - کاپاکاراگینان برای کپسولی شدن ویتامین D استفاده شد. کمپلکس بین کازئینات و کاراگینان، با افزودن محلول کاراگینان به محلول کازئینی حاوی ویتامین D و کاهش pH به کمتر از نقطه ایزوالکتریک کازئین، تشکیل شد. طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، تشکیل کمپلکس بین کازئینات و کاراگینان و ویتامین D را تایید کرد. تمام پیک های موجود در کازئینات، در طیف کازئینات - ویتامین D نیز مشاهده شد، ولی پیک های موجود در عدد موجی 1671 و1526 به 1650 و 1571 منتقل شد و در عدد موجی 1740 پیک جدیدی مشاهده شد که احتمالا مربوط به تشکیل گروه استری در اثر واکنش گروه های OH ویتامین D با گروه های کربوکسیل زنجیرهای جانبی اسیدهای آمینه کازئینات سدیم است. در منحنی DSC کاراگینان، یک پیک گرمازا در دمای 187/3درجه سلسیوس و یک پیک گرماگیر چسبیده به آن در دمای 194و نیز یک پیک کوچک گرماگیر در130 مشاهده شد و در منحنی DSC کازئینات، یک پیک گرما گیر در206 گزارش شد. اتصال ویتامین D به کازئینات موجب افزایش دمای پیک گرماگیر به 246 درجه سلسیوس شد. اندازه ذرات محلول سدیم کازئینات w/v %1 در محدوده 150 تا 300 نانومتر قرار داشت و با افزودن ویتامین D، به محدوده 450 تا 750 نانومتر افزایش یافت، ولی با افزودن کاراگینان در تمام غلظت ها (در غلظت ثابت w/v %1 کازئینات و 4/9 =pH) اندازه ذرات به کمتر از 100 نانومتر کاهش یافت. سدیم کازئینات و کمپلکس آن با کاراگینان، دارای بازده کپسولی شدن حدود %45 بود و پایداری ویتامین D طی پنچ روز نگه داری، در نانوکمپلکس سدیم کازئینات - کاراگینان، بیشتر از سدیم کازئینات خالص بود (63%-60 در مقابل 53%).
    کلیدواژگان: نانوکمپلکس سدیم کازئینات، کاراگینان، ویتامین D، طیف سنجی زیرقرمز، گرماسنجی پویشی تفاضلی، بازده کپسولی شدن
  • محسن سلطانزاده فیروزسالاری، کریم شلش نژاد*، رسول محسن زاده صفحات 51-62
    نانوکامپوزیت هایی بر پایه پلی اکسی متیلن (پلی استال) حاوی نانوذرات کلسیم کربنات (1/5 تا 9 درصد وزنی) با به کارگیری اکسترودر دوپیچی و قالب گیری تزریقی تولید شد. رفتار گرمایی، خواص مکانیکی و نیز شکل شناسی نمونه های مختلف بررسی شد. افزودن نانوذرات کلسیم کربنات به پلی استال به طور جزیی بر شاخص جریان مذاب اثر می گذارد. نتایج آزمون گرماسنجی پویشی اختلافی نشان داد، وجود نانوذرات کلسیم کربنات در ماتریس پلی استال اثر هسته زایی داشته و باعث افزایش دما و درجه بلورینگی می شود. نتایج آزمون های جمع شدگی نشان می دهد، اثر هسته زایی بلوری و اثر پرکنندگی نانوذرات کلسیم کربنات بر جمع شدگی، یکدیگر را خنثی می کنند. افزودن نانوذرات کلسیم کربنات به پلی استال، استحکام و مدول کشسانی و خمشی و نیز مقاومت ضربه ای را به طور هم زمان افزایش می دهد. بیشترین مقادیر استحکام کششی، مدول کشسانی، استحکام خمشی، مدول خمشی و استحکام ضربه ای به ترتیب با افزودن 1/5، 6، 3، 6، 3 درصد وزنی نانوذرات کلسیم کربنات حاصل می شود که به ترتیب 13، 40، 33، 15 و ٪20بیشتر از پلی استال خالص است. بهبود قابل ملاحظه خواص کششی، خمشی و استحکام ضربه ای در اثر وجود 3٪ وزنی نانوذرات کربنات کلسیم در ماتریس پلی استال به افزایش سرعت هسته زایی، درجه بلورینگی و پراکنش تقریبا یکنواخت نانوذرات در زمینه پلیمری نسبت داده شد. نتایج شکل شناسی نشان دهنده اثر نانوذرات کربنات کلسیم بر تغییر سازوکار شکست از ترد به تغییر شکل پذیر-ترد است، یک مرز گذر از ناحیه تغییر شکل پذیر به ناحیه شکست ترد در نانوکامپوزیت پلی استال-کربنات کلسیم مشاهده می شود.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت های پلی استال، نانوذرات کلسیم کربنات، خواص مکانیکی، بلورینگی، جمع شدگی
  • سیدعلی علوی، علی کارگری، محمد کریمی، حمیدرضا سنایی پور، سمیه لاریجی صفحات 63-78
    در این پژوهش، غشای نامتقارن در محدوده میکرو تا فرافیلترکردن از ماده اولیه پلی آکریلونیتریل به روش وارونگی فاز تهیه شده است. اثر پارامترهای مهم و اثرگذار در ساخت غشا، شامل غلظت محلول پلیمری، زمان تبخیر در محیط، دمای حمام انعقاد و ترکیب آن و زمان ماندگاری در این حمام بررسی شده است. مشخصات مهم غشا مانند اندازه قطر حفره ها، مقدار تخلخل، شکل شناسی و استحکام مکانیکی آن به کمک آزمون های نقطه حباب، شار آب، مدول کششی و نیز میکروسکوپ الکترونی پویشی ارزیابی شده است. نتایج نشان داد، با افزایش غلظت پلیمر از %13 به %17 وزنی، مقدار تخلخل غشا و شار آب عبوری از آن کاهش یافته، پوسته غشا مشهودتر شده و اندازه حفره ها نیز کوچک تر شده است، به طوری که در گستره غشاهای فرافیلترکردن قرار گرفته است. همچنین با افزایش زمان تبخیر حلال در محیط، پوسته ضخیم تری با اندازه حفره های کوچک تر شکل گرفته است. استفاده از حمام انعقاد با دمای کمتر از 30 درجه سلسیوس باعث استحکام مکانیکی بیشتر، اندازه حفره های کوچک تر و کاهش شار آب شد. با افزودن ایزوپروپانول به حمام انعقاد، سرعت لخته شدن کاهش یافته و اندازه حفره ها به کمترین مقدار (با استفاده از حمام ایزوپروپانول خالص) رسید. افزایش زمان ماندگاری در حمام نیز، باعث یکنواختی بیشتر حفره ها و تخلخل زیادتر و افزایش استحکام مکانیکی غشا شد. در نهایت، غشای فرافیلترکردن به دست آمده برای تغلیظ پروتئین و چربی شیر بررسی و ارزیابی شد. بیشترین مقدار پس زنی پروتئین برابر %93 به دست آمد و چربی شیر نیز در جریان ماده تراویده این غشا به طورکامل حذف شد.
    کلیدواژگان: فرافیلترکردن، میکروفیلترکردن، پلی آکریلونیتریل، شکل شناسی، جداسازی پروتئین
  • خضرالله خضری، وحید حدادی اصل *، حسین روغنی ممقانی، محمدرضا سرسبیلی صفحات 79-90

    پلیمرشدن رادیکالی انتقال اتم (ATRP) استیرن در مجاورت نانوذرات میان متخلخل سیلیکا و در دمای 110 درجه سلسیوس انجام شد. روش های آغاز معکوس (RATRP) و نرمال و معکوس هم زمان (SR&NI ATRP) به عنوان دو روش مناسب برای غلبه بر مشکلات اکسایش به کار گرفته شدند. ویژگی عمده در این دو روش آغاز، استفاده از کاتالیزورهای فلزی در حالت اکسایش بیشتر آنهاست که در این شرایط بر مشکلات مربوط به روش آغاز نرمال غلبه می شود. ساختار، مساحت سطح و قطر منافذ نانوذرات سنتزی به کمک آزمون های پراش پرتوX و جذب و واجذب هم دمای نیتروژن ارزیابی شدند. با استفاده از تصاویر میکروسکوپی الکترونی پویشی، میانگین اندازه ذرات حدود 600 نانومتر تخمین زده شد. این تصاویر، نانوذرات توزیع مناسبی از اندازه را نیز نشان می دهند. درجه تبدیل نهایی مونومر با استفاده از روش رنگ نگاری گازی اندازه گیری شد. متوسط عددی (Mn) و وزنی (Mw) وزن مولکولی و شاخص پراکندگی (PDI) نیز با استفاده از روش رنگ نگاری ژل تراوایی (GPC) ارزیابی شد. طبق نتایج، افزایش نانوذرات میان متخلخل سیلیکا در هر دو سامانه RATRP و SR&NI ATRP آثار مشابهی نشان می دهد.کاهش در مقدار تبدیل و Mn و نیز افزایش مقادیر PDI با افزایش نانوذرات میان متخلخل سیلیکا مشاهده شد. بهبود پایداری گرمایی نانوکامپوزیت ها در مقایسه با پلی استیرن خالص به وسیله آزمون گرماوزن سنجی ثابت شد. همچنین، درباره نمونه های نانوکامپوزیتی نیز با افزایش مقدار نانوذرات، پایداری گرمایی بیشتر حاصل شد. نتایج آزمون گرماسنجی پویشی تفاضلی نیز کاهش در مقادیر دمای انتقال شیشه ای با افزایش نانوذرات میان متخلخل سیلیکا را تاییدرساند.

    کلیدواژگان: پلی استیرن، نانوکامپوزیت، نانوذرات میان متخلخل سیلیکا، RATRP، SR&NI ATRP
|
  • Babak Akbari, Reza Bagheri Pages 3-14
    The effect of organically modified clay on the structure and deformation mechanism of polymeric matrices was investigated. For this purpose، the role of organoclay in deformation control of polymeric matrices، with different deformation mechanisms، has been studied methodically in order to determine a relationship between the structure and deformation mechanisms. In this respect polypropylene and polystyrene composites systems were designed using montmorillonite through melt intercalation technique using a twin، co-rotating extruder with starve feeding system. Also an epoxy was employed to design a nanocomposite system prepared by in-situ polymerization technique. The structure and deformation mechanism of nanocomposites were investigated using appropriate techniques. X-Ray diffraction and transmission electron microscopy were used to explore the structure of various systems while، the reflection and transmission optical microscopy were used in order to study their corresponding deformation mechanisms. The bulk polymer was also studied for its deformation mechanism by reflection optical microscopy and the notch tip of the samples were examined by transmission optical microscopy. The results of experiments showed that organoclays acted as initiator sites for shear yielding mechanism as the dominant deformation mechanism in epoxies. It may be noted that، these particles may act as initiator sites for crazing، the dominant deformation mechanism of polystyrene، and alter the mechanism from local to massive. In polypropylene systems، which may exhibit both shear yielding and crazing organoclays can facilitate or postpone both mechanisms in different conditions، related to PP morphology and other conditions.
    Keywords: nanocomposite, epoxy, polypropylene, clay, deformation mechanism
  • Mahsa Majzoobi, Negin Saeifzadeh, Askar Farahnaki, Fojan Badii Pages 15-23
    Application of ultrasound process is growing in food industry for different purposes including homogenization، extraction، blanching and removal of microorganisms، etc. On the other hand، starch is a natural polymer which exists in many foods or added into the food as an additive. Therefore، determination of the effects of ultrasound on starch characteristics can be useful in interpretation of the properties of starch-containing products. The main aim of this study was to determine the physicochemical changes of wheat starch treated by ultrasound waves. Therefore، an ultrasound probe device was used which ran at 20 kHz، 100 W and 22°C. Starch suspension in distilled water (30% w/w) was prepared and treated with ultrasound for 5، 10، 15 and 20 min. The results showed that increases in processing duration led to increases in water solubility of starch، water absorption and gel clarity (as determined by spectrophotometry). Starch intrinsic viscosity as measured using an Ostwald U-tube showed lower intrinsic viscosity with increases in ultrasound time. Gel strength of the samples as determined using a texture analyzer was reduced by longer processing time. The scanning electron microscopy revealed that increasing the duration time of the ultrasound treatment could produce some cracks and spots on the surface of the granules. In total، it was concluded that the ultrasound treatment resulted in some changes from the starch granular scale to molecular levels. Some of the starch molecules were degraded upon ultrasound processing. Such changes may be observed for the starch-containing foods treated with ultrasound and they are enhanced with increases in ultrasound time intervals.
    Keywords: ultrasound treatment, ultrasonic waves, wheat starch, pitting, physicochemical properties
  • S.M.M. Mortazavi, S. Ahmadjo, M. Nekoomanesh, A. Arabi, Gholamhossein Zohuri Pages 25-35
    The bis (indenyl) zirconium dichloride catalyst was synthesized by a modified method at room temperature. Terpolymerization of ethylene، propylene and diene monomers were carried out using this metallocene catalyst under different conditions of different feed ratios of monomers، co-catalyst/catalyst ratios and polymerization temperatures. Methylaluminoxane (MAO) was used as a co-catalyst. The highest activity of catalyst was obtained at total pressure 4 bar، co-catalyst/catalyst ratio [Al] / [Zr] =600، polymerization temperature 60°C and E/P=67:33 and momomer feed ratio of 1700 kgEPDM/molZrh. The activity of catalyst showed bell-shaped behaviors versus co-catalyst/catalyst ratio ([Al] / [Zr]) and polymerization temperatures. The viscosity-average molecular weight (Mv) of terpolymers increased with increasing total pressure at different feed ratios of monomers. However، the viscosity-average molecular weight of terpolymers decreased at higher co-catalyst/catalyst ratios ([Al] / [Zr]) and higher polymerization temperatures. The increases in propylene and diene monomers in the feed ratios decreased the catalyst activity and viscosity-average molecular weight of terpolymers. The ratio of maximum average rate of terpolymerization to an average rate of terpolymerization at the end of the polymerization (DI) for different terpolymerization conditions was relatively high; an indication of the decay kinetics for this type of metallocene catalyst. Increasing the co-catalyst/catalyst ratio up to [Al] / [Zr] = 500 increased the Et% and ENB% in the final obtained polymers. However، increasing the polymerization temperature، diene and propylene concentrations in the feed ratio decreased the Et% and increased the ENB% contents in the final obtained polymers. Tg of the final terpolymers was between -64 and -52°C. The study on microstructures of some polymer revealed block type of chain microstructures.
    Keywords: metallocene, teropolymerization, homogeneous catalyst, EPDM, elastome
  • Maryam Khoshmanzar, Babak Ghanbarzadeh, Hamed Hamishehkar*, Mahmud Sowti, Mohammadyar Hoseini Pages 37-49
    The protein-polysaccharide complex-based nanocapsule is one type of polymeric nanocarrier which can be potentially useful for encapsulation of hydrophobic nutraceuticals. In this research، caseinate-carrageenan complex was used for encapsulation of vitamin D. The complex formation between caseinate and carrageenan was carried out by lowering the pH under isoelectric point of protein. The Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and differential scanning colorimetry (DSC) confirmed complex formation between carrageenan، caseinate and vitamin D. The particle size of 1% caseinate particles was in the range of 150-300 nanometer and by addition of vitamin D the particle size increased to 450-750 nanometer. Moreover، carrageenan of all concentrations (at constant concentration of caseinate (1%) and pH4. 9) resulted in lower particle size below 100 nanometer. The stability of caseinate and its complex formation with carrageenan showed that encapsulation was achieved at 45% efficiency and also vitamin D stability (during 5 days storage) was higher in nanocomplex compared to pure caseinate particles (60-63% compared to 53%). The complex formation between caseinate and carrageenan was carried out by pH decreasing under isoelectric point of protein. The FTIR and DSC confirmed complex formation between carrageenan، caseinate and vitamin D. The particle size of caseinate 1% particles were in the range of 150 -300 nanometer and with adding vitamin D، particle size increased to 450-750 nanometer. Moreover، adding carrageenan at all used concentration (at constant concentration of caseinate (1%) and pH4. 9) resulted in reduced particle size to less than 100 nanometer and vitamin D stability (during 5 days storage) was higher (60-63%) in nanocomplex compared to pure caseinate particles (53%). The protein-polysaccharide complex based nanocapsule is one type of the polymeric nanocarriers which can potentially be used for encapsulation of hydrophobic nutraceuticals. In this research، carageenan- caseinate complex was used for encapsulation of vitamin D. The complex formation between caseinate and carageenan was carried out by pH decreasing under isoelectric point of protein. The Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and differential scanning colorimetry (DSC) confirmed complex formation between carageenan، caseinate and vitamin D. The particle size of caseinate 1% particles were in the range of 150 -300 nanometer and with adding vitamin D، particle size increased to 450 -750 nanometer. Moreover، adding carageenan at all used concentration (at constant concentration of caseinate (1%) and pH=4. 9) caused to decrease of particle size to below of 100 nanometer. The results of encapsulation efficiency and stability showed that caseinate and complex particles confront from 45% efficiency and also vitamin D stability (during 5 days storage) was higher in nanocomplex compared to pure caseinate particles (60-63% in comparison to 53%).
    Keywords: sodium caseinate, carrageenan nanocomplexe, vitamin D, infrared spectroscopy, differential scanning colorimetry, encapsulation efficiency
  • Mohsen Soltanzadeh Firooz Salari, Karim Shelesh-Nezhad*, Rasol Mohsenzadeh Pages 51-62
    Nanocomposites based on polyoxymethylene (POM)، containing 1. 5 to 9 wt% of CaCO3 nanoparticles، were prepared by melt compounding، using a co-rotating twin screw extruder، followed by injection molding process. The thermal behavior، mechanical properties as well as morphology were characterized. The inclusion of CaCO3 nanoparticles into POM slightly affected the melt flow index. The differential scanning calorimetry (DSC) results indicated that the incorporation of CaCO3 nanoparticles has nucleating effect and can raise the temperature and the degree of crystallinity. The results of shrinkage assessments revealed that crystal nucleation and filling effects of CaCO3 nanoparticles have counter effects on thermal contractions. Incorporation of the CaCO3 nanoparticles into POM improved tensile and flexural properties as well as the impact resistance at the same time. The maximum tensile strength، tensile modulus، flexural strength، flexural modulus and impact strength were achieved in the order given by applying 1. 5، 6، 3، 6، 3 wt% of CaCO3 nanoparticles، which corresponded to 13، 40، 33، 15 and 20% higher than those of pure POM. The notable improvements of tensile، flexural and impact properties as a result of incorporating 3 wt% of CaCO3 nanoparticles were attributed to the nucleation and crystallinity enhancements as well as relatively uniform dispersion of CaCO3 nanoparticles in POM matrix. The morphology studies indicated that CaCO3 nanoparticles inclusion can alter the fracture mechanism from brittle-to-ductile-brittle، a sharp transition from ductile-to-brittle fracture observed in POM/CaCO3 nanocomposite.
    Keywords: polyacetal nanocomposite, calcium carbonate nanoparticles, mechanical properties, crystallinity, shrinkage
  • Seyed Ali Alavi, Ali Kargari, Mohammad Karimi, Hamidreza Sanaeepur, Somayeh Lariji Pages 63-78
    Polyacrylonitrile (PAN) micro/ultrafiltration membranes were prepared by phase inversion method. The effects of various preparation conditions including polymeric solution concentration، evaporation time، temperature، composition and residence time of the coagulation bath were investigated. Various important membrane characteristics such as pore size، bulk porosity، and mechanical and morphological properties were taken into the consideration. The characterizations were performed by measuring the bubble point، water flux، tensile strength and scanning electron microscopy (SEM) analyses. The results showed that by increasing the polymeric solution concentration from 13 to 17 wt%، the porosity and water flux were decreased. Moreover، the membrane skin layer was considerably thickened with a very significant decrease in its pore sizes which was achieved in ultrafiltration region. By increasing the evaporation time at atmospheric pressure، membrane skin layer was thickened and the pore sizes were decreased. Low coagulation bath temperatures (below 30°C) resulted in lower pore size، water flux، and an increase in membrane mechanical strength. Introduction of isopropanol (IPA) into the water coagulation bath led to lower coagulation rate and consequently، the formation of smaller pores became possible by using pure isopropanol as coagulation bath. Furthermore، by increasing the residence time in coagulation bath، a more porous structure with more uniform pore sizes were formed that showed better mechanical properties. Finally، the so-called ultrafiltration membranes were applied in concentration process of protein and milk fat. A protein rejection more than 93% was attained while a complete removal of milk fat was achieved.
    Keywords: ultrafiltration, microfiltration, polyacrylonitrile, morphology, protein separation
  • Khezrollah Khezri, Vahid Haddadi-Asl, Hossein Roghani-Mamaqani, Mohammadreza Sarsabili Pages 79-90

    Atom transfer radical polymerization (ATRP) of styrene in presence of mesoporous silica nanoparticles was carried out at 110 °C. Reverse atom transfer radical polymerization (RATRP) and simultaneous reverse and normal initiation for atom transfer radical polymerization (SR&NI ATRP) techniques were used as two appropriate introduced techniques for circumventing oxidation problems. Usage of metal catalyst in its higher oxidation state was the main feature of these initiation techniques in which deficiencies of normal ATRP were circumvented. Structure، surface area and pore diameter of synthesized mesoporous silica nanoparticles were evaluated using X–ray diffraction and nitrogen adsorption/desorption isotherm analysis. Average particle size was estimated around 600 nm by electron microscopy images. In addition، according to these images، nanoparticles revealed an appropriate size distribution. Particles size and their distribution were examined using scanning. Final monomer conversion was determined by using gas chromatography. The number and weight average molecular weights (Mn and Mw) and polydispersity indexes (PDI) were also evaluated by gel permeation chromatography. According to the results obtained، addition of mesoporous silica nanoparticles in both RATRP and SR&NI ATRP systems revealed similar effects: decrement of conversion and Mn and also increment of PDI values observed by increasing of mesoporous silica nanoparticles content. Improvement in thermal stability of the nanocomposites in comparison with neat polystyrene was demonstrated by thermogravimetric analysis (TGA). Moreover، in case of nanocomposites، thermal stability was obtained by higher loading of nanoparticles. A decrease in glass transition temperature by higher content of mesoporous silica nanoparticles has been demonstrated by differential scanning calorimetry analysis.

    Keywords: ppolystyrene, nanocomposite, mesoporous silica nanoparticles, RATRP, SR, NI ATRP