فهرست مطالب

مواد پیشرفته و پوشش های نوین - پیاپی 12 (بهار 1394)

فصلنامه مواد پیشرفته و پوشش های نوین
پیاپی 12 (بهار 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/05/16
  • تعداد عناوین: 7
|
  • کمیل نصوری، کمال دوستدار، احمد موسوی شوشتری* صفحه 799
    سامانه های الکتروریسی چندنازله را می توان برای افزایش بهره وری و ضخامت در سطح وسیع برای تولید نانوالیاف طراحی نمود. در پژوهش حاضر، نتایج حاصل از تحقیقات تجربی و مدل سازی جت های چندگانه در طی فرآیند الکتروریسی محلول های پلی آکریلونیتریل (PAN) مورد بررسی قرار گرفت و چیدمان های مختلف از فرآیند الکتروریسی چندگانه ارزیابی شدند. محلول های PAN با غلظت w/v%15 با تعداد نازل های مختلف بین 1 و 4 الکتروریسی شدند. ساختار الیاف تولیدی بوسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفتند. با افزایش تعداد نازل در فرآیند الکتروریسی از 1 به 4 مقدار قطر نانوالیاف تولیدی از مقدار 26±223 به 78±519 نانومتر افزایش یافتند. چیدمان هندسی نازل ها و نیز تعداد آن ها تاثیرات قابل-توجهی در مقدار میانگین قطر نانوالیاف و زاویه انحراف بین جت ها نشان دادند. بزرگ شدن زاویه انحراف با توجه به افزایش تعداد جت ها از 2 تا 4، نیاز به افزایش ابعاد جمع کننده از مقدار cm25×cm20 به cm45×cm40 می باشد. این نتایج نشان می-دهد که برهم کنش بین جت های پلیمری از هرکدام از نازل ها نقش اساسی در تشکیل نانوالیاف الکتروریسی شده دارند.
    کلیدواژگان: جت های چندگانه، الکتروریسی، مدل سازی، نانوالیاف، مورفولوژی، چیدمان نازل
  • معصومه رشوند، زهرا رنجبر*، سعید باستانی، شهره روحانی، فرحناز نورمحمدیان، کماالدین قرنجیک صفحه 809
    گرافن ماده ای با ساختار دو بعدی متشکل از تک لایه های اتم کربن و خواص فوق العاده ی مکانیکی، الکتریکی وگرمایی، از قابلیت های فراوانی برای کاربرد در زمینه های مختلف از جمله الکترونیک و نانوکامپوزیت های پلیمری برخوردار است. علی رغم اینکه گرافن ماده نوظهوری است، امروزه گرافن به عنوان پیشتاز عرصه نانو مطرح شده و با کشف خواص گوناگون آن تحول شگرفی در علم نانو در حال وقوع است. اکسید گرافن به دلیل برخورداری از گروه های عاملی مختلف به راحتی با انواع پلیمرها ترکیب و به دلیل حجم تولیدی بالا و ماده ی اولیه ارزان، به عنوان جایگزینی مناسب برای بسیاری از پرکننده های آلی و معدنی دیگر محسوب می شود. در این مقاله، ساختار شیمیایی اکسید گرافن و گرافن، روش های سنتز آن که شامل روش لایه-لایه کردن میکرومکانیکی، لایه نشانی الکترواستاتیکی، رشد همبافته، رسوب بخار شیمیایی، بازکردن نانو لوله های کربنی و روش های شیمیایی است، به اختصار توضیح داده شده و به منظور تسهیل پراکنش این نانوذرات در ماتریس های مختلف رزینی روش های متعدد ایجاد عاملیت های مختلف بر روی سطح گرافن مورد بررسی قرار می گیرد. تاکید اصلی این مقاله بر روی چگونگی ایجاد عاملیت های مختلف اعم از کووالانسی و غیرکووالانسی می باشد که با بررسی بیش از 110 مقاله مختلف در این زمینه گردآوری شده است.
    کلیدواژگان: گرافن، اکسید گرافن، نانوکامپوزیت، عامل دار کردن کوالانسی و غیر کووالانسی، رزین
  • علی پیامی گلهین، رضا اسلامی فارسانی*، مرتضی امرونی حسینی، حمید خرسند صفحه 831
    در این پژوهش، تاثیر دمای غوطه وری بر تشکیل یک پوشش تبدیلی نانو ساختار مبتنی بر زیرکونیوم در صنعت خودرو بررسی شد. نمونه های پوشش داده شده با فرو بردن زیرلایه ای از فولاد گالوانیزه در محلولی بر پایه هگزافلوئورواسید زیرکونیک بدست آمدند. ریخت شناسی سطوح با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) دارای آنالیزگر انرژی اشعه ایکس (EDX) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) انجام گرفت. به منظور بررسی مقاومت به خوردگی پوشش، از آزمون های قطبش و مه نمکی استفاده شد. نتایج حاصل از SEM-EDS و AFM نشان داد که سطوح نمونه ها با تجمعاتی در ابعاد نانو پوشیده شده اند. با توجه به آزمون های خوردگی، تمامی نمونه های پوشش داده شده دارای عملکرد بهتری در مقایسه با نمونه گالوانیزه بدون پوشش بودند. هم چنین براساس آزمون های قطبش، بهترین مقاومت به خوردگی در محلولی با دمای ̊C25 بدست آمد.
    کلیدواژگان: پوشش تبدیلی، نانوسرامیک، میکروسکوپ نیروی اتمی، قطبش، آزمون مه نمکی
  • علیرضا کوچکزایی*، حسین احمدی، محسن محمدی آچاچلویی صفحه 841
    تخریب پوشش دهنده ها و نرم کننده های مورد استفاده در حفاظت از چرم های تاریخی، آسیب به ویژگی های ساختاری و بصری این آثار را در پی دارد. لذا با در نظر گرفتن ارزش های نهفته در آثار تاریخی، ارزیابی پایداری این مواد پیش از مداخلات حفاظتی ضروری است. از این رو پایداری حرارتی پلی اتیلن گلیکول (PEG) و روغن سیلیکون به عنوان پوشش دهنده چرم های تاریخی خشک و اشباع از آب، مورد مطالعه قرار گرفت. علاوه بر این، کارایی اسید آسکوربیک (AA) به عنوان افزودنی ضد اکسایش به PEG نیز بررسی شد. در این راستا پایداری ساختاری نرم کننده ها با استفاده از طیف سنجی ATR-FTIR و ثبات رنگی چرم های درمان شده، به روش رنگ سنجی ارزیابی گردید. نتایج نشان دهنده ی اکسایش شدید PEG در جریان پیرسازی تسریعی بود که افزودن اسید آسکوربیک مانع از این تغییر شد. ارزیابی چرم های درمان شده با PEG، تغییر شدید رنگی این نمونه ها را پس از پیرسازی نشان داد که با افزودن اسید آسکوربیک تشدید گردید. این در حالی است که روغن سیلیکون پایداری حرارتی بسیار بالایی داشت و چرم های درمان شده با آن نیز، کم ترین میزان تغییر رنگ را نشان دادند. از این رو درمان چرم های تاریخی با استفاده از روغن سیلیکون به سبب پایداری بالای آن و حفظ ویژگی های رنگی چرم، مناسب تر است.
    کلیدواژگان: حفاظت از چرم های تاریخی، نرم سازی چرم، پلی اتیلن گلیکول، روغن سیلیکون، اکسایش
  • فاطمه عسکری، ابراهیم قاسمی، بهرام رمضان زاده*، محمد مهدویان احدی صفحه 849
    در این پژوهش، رنگدانه های معدنی فسفات روی پتاسیم (PZP) با نسبت های مولی مختلف هیدروکسید پتاسیم به کلرید روی(KOH:ZnCl2)، با روش هم رسوبی سنتز و خواص بازدارندگی آن ها مورد بررسی قرار گرفت. به منظور شناسایی ساختار و مورفولوژی رنگدانه ها از آزمون های پراش اشعه ی ایکس (XRD)، طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد.غلظت یون های آزاد شده از رنگدانه ها و رفتار خوردگی نمونه های فولاد نرم غوطه ورشده در محلول اشباع از رنگدانه ها توسط آزمون پلاسمای جفت شده ی القایی (ICP) و پلاریزاسیون مورد مطالعه قرار گرفت.نتایج XRD، FTIR و SEM نشان داد که تغییر نسبت KOH:ZnCl2 در سنتز رنگدانه ی فسفات روی پتاسیم، به شدت بر نوع ترکیب فازی تشکیل دهنده، شکل و اندازه ی رنگدانه ها تاثیر گذار می باشد. دو فاز KZn 2(HPO4)PO4 و KZnPO4به عنوان فازهای اصلی به ترتیب در نسبت های مولی پایین و بالای KOH:ZnCl2شناسایی گردید.نتایج کاهش دانسیته جریان خوردگی نمونه فولادی را پس از 24 ساعت غوطه وری در محلول های نمکی حاوی رنگدانه های PZP را نشان داد. همچنین مشاهده گردید که رنگدانه های حاوی فاز KZn 2(HPO4)PO4 عملکرد ضدخوردگی مناسب تر ی نسبت به رنگدانه های با فاز KZnPO4 از خود نشان دادند.
    کلیدواژگان: فسفات روی پتاسیم، سنتز، ترکیب فازی، مورفولوژی، خواص بازدارندگی
  • احمد هیوه چی، مختار آرامی*، سید هژیر بهرامی، افضل کریمی صفحه 861
    در این پژوهش آلفا-سلولز، تحت شرایط ملایم از ضایعات پنبه (لینتر) ترکمن صحرا استخراج شده است. اثر شرایط پخت در حمام سود سوزآور به همراه مواد کمکی نظیر سولفید سدیم و دی تیونیت سدیم، روی خواص سلولز استخراج شده مانند درجه پلیمریزاسیون، میزان کاهش وزنی و درجه زردی الیاف مورد بررسی قرار گرفت. سفیدگری سلولز استخراج شده توسط آب اکسیژنه انجام و اثر شرایط سفیدگری روی خواص نهایی نیز مطالعه شد. تحت شرایط پخت ملایم با سود سوزآور/ دی تیونیت سدیم، آلفا-سلولز با درجه پلیمریزاسیون، زردی و میزان کاهش وزن بهینه به ترتیب 5755، 20/ 24 و %95/ 8 به دست آمد که در مقایسه با سایر روش های مشابه درجه پلیمریزاسیون بالاتر و زردی و کاهش وزن کمتری دارد. درجه سفیدی و پلیمری این محصول بعد از سفیدگری با آب اکسیژنه 3% در دمای 85 درجه سانتیگراد به ترتیب 64/ 52 و 5441 به دست آمد.
    کلیدواژگان: لینتر، آلفا، سلولز، ترکمن صحرا، پخت، سفیدگری
  • حسین یحیایی، حمیدرضا قاینی* صفحه 873
    رزین های اپوکسی از ظرفیت ذاتی بالایی برای اصلاح خواص برخوردارند. از آنجا که مورفولوژی پلیمرها تاثیر بسیار زیادی بر خواص مکانیکی آنها دارد، تلاش های فراوانی جهت برقراری ارتباط میان مورفولوژی و خواص مکانیکی انجام گرفته است و آن ره تبدیل به یکی از زمینه های جذاب و مورد علاقه ی محققین کرده است. برای شناخت بهتر ارتباط مورفولوژی با خواص مکانیکی داشتن دانش کافی در مورد سازوکارهای تغییرشکل و شکست ضروری می باشد. در این مقاله به بررسی اثر افزودن لاستیک های مایع به رزین اپوکسی پرداخته شده است. بدین منظور تاریخچه افزودن لاستیک های مایع و سازوکارهای پیشنهاد شده جهت افزایش چقرمگی و مقاومت شکست رزین اپوکسی بیان شده و به طور کامل مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: اپوکسی، چقرمگی، سازوکار، لاستیک، مقاومت ضربه
|
  • K. Nasouri, K. Doostdar, A.M. Shoushtari* Page 799
    Multiple nozzle electrospinning systems can be designed to increase both productivity and thickness for large scale nanofibers production. In the present study describes the results of the experimental investigation and modeling of multiple jets during the electrospinning of polyacrylonitrile (PAN) solutions. Several multiple nozzle electrospinning setups were tested. PAN solutions (15 w/v%) were electrospun varying the number of nozzles between 1 and 4. Nanofiber morphology was observed under a scanning electron microscopy (SEM). With increasing the number of nozzles in the electrospinning setup from 1 to 4, the average nanofibers diameter increased from 223±26 nm to 519±78 nm. The geometrical alignment and number of the nozzles showed significant effects on the average diameter and the divergence angle between jets. The divergence angle enlargement due to the increase of jets number from 2 to 4, made necessary to increase collector dimensions from 20cm×25cm to 40cm×45cm. It indicates that the interaction between the polymer jets from individual nozzles plays a great role in the electrospun nanofibers formation.
    Keywords: Multiple jets, Electrospinning, Modeling, Nanofibers, Morphology, Nozzle alignment
  • M.Rashvand, Z. Ranjbar*, S. Bastani, S. Rohani, F.Normohamadian, K.Gharanjik Page 809
    Graphene is a two dimentional crystal which made by a monolayer of carbon. It has a special electronic structure, which gives it unusual electronic, mechanical and thermal properties so that made it very useful for using in nanocamposits and even in an electronic industry. Although the graphene is a newfangled material, but these days graphene known as a vanguard of nanotechnology. The graphene oxide which consists of lots of functional groups could easily incorporate in many polymers and composites. Moreover, it is produced from rather cheap materials so it is an appropriate replacement for the most of organic and inorganic fillers. In this report the chemical structure of graphene and graphene oxide, synthesis methods which consist of micro-mechanical exfoliation, epitaxial growth, chemical vapor deposition, electrostatic deposition, upzipping of cabon nano tube and also chemical methods were depicted. So for improving its dispersing behavior in different matrix, different methods of functionalization of graphene were studied. The emphasis of this paper is on the functionalization of graphene surface even by covalancy or noncovalancy bond. Indeed this paper is a review of more than 110 different articles in this field.
    Keywords: graphene, graphene oxide, nanocomposite, covalent, noncovalant functionalization, resin
  • A. Payami, Golhin, R. Eslami, Farsani*, M. Amrooni Hossaini, H. Khorsand Page 831
    In this study, the influence of temperature on the formation of a zirconium-based conversion coating is investigated for the automotive industry. The coated samples were obtained by dipping galvanized steel substrates in a hexafluorozirconic acid based solution. The coating was characterized using scanning electron microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and atomic force microscopy (AFM). The protective efficiency of coatings was evaluated by potentiodynamic polarization measurement and salt spray test. The SEM/EDS and AFM analyses revealed that treated galvanized surfaces are covered with nano nodules. According to polarization measurements and salt spray tests all samples treated with the conversion solution had a better corrosion performance in comparison with the blank galvanized sample. From the potentiodynamic polarization experiment, the best anti-corrosion performance occurred when the temperature of solution was considered 25 °C.
    Keywords: Conversion coating, Nanoceramic, Atomic force microscopy, Polarization, Salt spray test
  • Alireza Koochakzaei*, Hossein Ahmadi, Mohsen, Mohammadi Achachluei Page 841
    Deterioration of lubricants and dressings used in the conservation of historic leathers can alter the aesthetic and structural properties of these objects. Therefore, regarding to values of historical relics, assess the stability of conservation materials will be required before protective interventions. Hence, the heat stability of polyethylene glycol (PEG) and silicone oil were studied as dry and waterlogged leather dressings. Moreover, performance of ascorbic acid (AA) was evaluated as an antioxidant additive for PEG. For this purpose, structural stability of leather dressings and aesthetical changes of treated leathers were investigated by ATR-FTIR spectroscopy and colorimetery technique. The results show that aging process causes to severe oxidation in PEG, whereas ascorbic acid inhibits the change. Color measurement signified an intense color change of the aged PEG and PEG+AA treated leathers. While, silicone oil had a great heat stability and the treated leathers showed minimum color change. Therefore, silicone oil treatment was characterized best than PEG and PEG+AA, due to its high stability and minimum color change in treated leathers.
    Keywords: conservation of historic leathers, leather softening, leather dressing, polyethylene glycol, silicone oil, oxidation
  • F.Askari, E.Ghasemi, B. Ramezanzadeh*, M. Mahdavian Ahadi Page 849
    A series of potassium zinc phosphate (PZP) pigments were synthesized by a co-precipitation method using different mole ratios of KOH:ZnCl2, and were investigated their inhibitive properties in this study.The morphology and phase composition of the pigments were studied by X-ray diffraction (XRD),Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)and scanning electron microscopy (SEM). The concentration of the ions released was measured by an inductivelycoupled plasma mass spectrometry (ICP). Also, the corrosion inhibition action of the pigment extract was studied bypolarization testthrough dipping steel samples in the solution containing extract for different immersion times.The results of X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscope (SEM) revealed that the ratio of KOH:ZnCl2 significantly affected the phase composition, the shape and size distribution of the pigments. KZn-2(HPO4)PO4 and KZnPO4are the main phase recognized at low and high KOH:ZnCl2 ratio, respectively. Results showed a decrease in the corrosion current density of the steel panels immersed in the solutions containing PZPs for 24 h. In addition, it was found that PZPs with KZn-2(HPO4)PO4 phase showed greater corrosion inhibition properties than those having KZnPO4 phase.
    Keywords: Potassium zinc phosphate, Synthesize, Phase composition, Morphology, inhibition properties
  • A. Hivechi, M. Arami*, H. Bahrami, A. Karimi Page 861
    Abstract: In this research, alpha-cellulose was extracted from Turkmen Sahra cotton waste (linter) under mild conditions. Effect of soda curing with auxiliaries such as sodium sulfide and sodium dithionite were investigated on the final properties of the alpha-cellulose, including degree of polymerization, weight loss and yellowness. Also, influence of bleaching conditions by hydrogen peroxide on the properties of final product was studied. Under mild curing with sodium hydroxide/sodium dithionite, alpha-cellulose containing optimal degree of polymerization (DP), yellowness and weight loss equal to 5755, 24.20 and 8.95%, was achieved respectively, which is higher in DP and lower in yellowness and weight loss in comparison to other similar methods. The product whiteness and DP were achieved to be 52.64 and 5441 respectively after bleaching with 3% (w/w) hydrogen peroxide at 85oC.
    Keywords: Linter, Alpha, Cellulose, TurkmenSahra, Curing, Bleaching
  • H. Yahyaie, H. Ghaieni* Page 873
    Epoxy resin has high capacity in order to properties enhancement. Since, polymer's morphology has a great effect on mechanical properties of polymers, there are many attempt to find relation between mechanical properties and morphology in polymers and it is an interesting area for researchers. To understand the relation between morphology and mechanical properties, knowing deformation mechanism and fracture is necessary. In this paper we aim to investigate the effect of liquid elastomer addition on fracture resistance of epoxy resin. For this purpose, the history of liquid elastomer addition and toughening mechanism have been reviewed.
    Keywords: Epoxy, Toughening, Mechanism, elastomer, impact strength