فهرست مطالب

نشریه پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر
سال دوم شماره 4 (پیاپی 6، زمستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/12/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • حمیدرضا ثقفی*، سید محمد جواد کاظمی صفحات 1-17
    استفاده از ژل های پلیمری یکی از مورد اعتماد ترین راه حل ها برای بهبود یکپارچگی تولید در مخازن ناهمگن به منظور داشتن بازده جارویی بهتر است. در این مقاله، ذرات ژل از پیش تشکیل شده جدید برای کنترل یکپارچگی تولید در میدان نفتی بلال واقع در خلیج فارس تولید شده اند. در ساخت این ذرات، سه جزء مونومری شامل آکریل آمید، نمک سدیم 2-متیل 2-پروپان سولفونیک اسید و وینیل پیرولیدون به منظور سنتز به روش همبستگی رادیکال های آزاد در دمای اتاق و با استفاده از متیلن بیس آکریل آمید به عنوان عامل پیونددهنده مولکولی، بکاررفته است. خواص تورمی ذرات ژل از پیش تشکیل شده با افزودن نانورس مونت موریلونیت بهبود داده شد. همچنین، یک عامل پایدار کننده دما برای سازگار کردن ذرات ژل از پیش تشکیل شده با شرایط مخازن بلال نیز افزوده شد. در ادامه ژل های متورم شده را به منظور بررسی پایداری در شرایط مخزن، در دما و شوری مخزن نگهداری شدند. بدین منظور ترکیب درصد 50 نمونه ژل ذره ای از پیش تشکیل شده با انجام طراحی آزمایش به روش پاسخ سطح ساخته شد و در نهایت یک مدل جدید به منظور پیش بینی میزان تورم ژل ذره ای از پیش تشکیل شده براساس درصد وزنی مواد و در شوری های مختلف ارائه شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد که عامل اتصال دهنده عرضی تاثیرگذاری بیشتری بر میزان تورم گذاشته و ژل از پیش تشکیل شده با فرمولاسیون بهینه قابلیت تحمل شرایط مخزنی (دمای C82 و شوری 260000 قسمت در میلیون) را دارد.
    کلیدواژگان: ذرات ژل قبلا شکل گرفته، سنتز، نسبت تورم، تست برون ترایی
  • حمید اویسی*، آزاده مشکینی صفحات 19-31
    در این مطالعه، به منظور بهبود خواص فیزیکی-شیمیایی و کاربرد زیستی هیدروژل کیتوزان، از نانوکامپوزیت ZnO@HAP پوشش یافته با ترکیبات فنولی (Ph.ZnO@HAP) استفاده شد. نخست، ترکیبات فنولی از غلاف سبز گردو استخراج شده، سپس سنتز نانوکامپوزیت Ph.ZnO@HAP با کمک عصاره فنولی، با استفاده از روش هیدروترمال انجام شد. همچنین هیدروژل کیتوزان با استفاده از NaHCO3 در دمای 37 درجه سانتی گراد تهیه شد. هیدروژل های هیبریدی مبتنی بر کیتوزان و نانوکامپوزیت Ph.ZnO@HAP به روش مشابه تهیه شده و با استفاده از آنالیز طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مشخصه یابی شدند. خواص آنتی اکسیدانی، سمیت سلولی و قدرت القاء تمایز استخوانی هیدروژل های هیبریدی به ترتیب با استفاده از آزمون های DPPH، MTT و سنجش آنزیم آلکالین فسفاتاز سنجیده شد. بر اساس نتایج طیف های FTIR، تصاویر FESEM، طیف سنجی انرژی پرتوایکس (EDX) و پتانسیل زتا، نانوکامپوزیت های Ph.ZnO@HAP دارای مورفولوژی میله ای با پوششی از ترکیبات فنولی بر سطح و بار سطحی منفی می باشند. علاوه براین، نتایج آزمون DPPH نشان داد که خواص آنتی اکسیدانی نانوکامپوزیت در یک روند وابسته به غلظت افزایش می یابد. در تصاویر FESEM از هیدروژل های هیبریدی کیتوزان با غلظت های مختلف Ph.ZnO@HAP مشاهده شد که هیدروژل های هیبریدی دارای ساختار شبکه ای منظم تری نسبت به هیدروژل کیتوزان می باشند. همچنین هیدروژل های هیبریدی دارای خاصیت آنتی اکسیدانی بوده و با افزایش غلظت نانوکامپوزیت در ساختار هیدروژل، خاصیت آنتی اکسیدانی افزایش می یابد. مطالعات زیستی نشان داد که سمیت سلولی هیدروژل های هیبریدی بر سلول های شبه-استئوبلاست (Saos-2) کمتر از هیدروژل کیتوزان می باشد و پتانسیل بالاتری در القاء استئوژنز (استخوان سازی) نسبت به هیدروژل کیتوزان خالص دارند.
    کلیدواژگان: هیدروژل، کیتوزان، هیدروکسی آپاتیت، گردو، سمیت سلولی
  • فاطمه گرزین*، جعفر توفیقی، فریدون یاری پور، سید محمد موسوی صفحات 33-52
    در این تحقیق، به منظور تهیه نانو کاتالیست HZSM-5 از سنتر سونوشیمیایی استفاده شده است. مهمترین متغیر های موثر در فرآیند فراصوت شامل توان فراصوت، زمان تابش دهی و دمای محلول بررسی شد. برای بررسی تاثیر برهم کنش متغیر ها بر روی بلورینگی نسبی و اندازه متوسط کریستال از روش طراحی مرکب مرکزی استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش توان فراصوت، زمان تابش و دمای صوت دهی، میزان بلورینگی نسبی، افزایش و اندازه کریستال، کاهش پیدا می کند. حداکثر بلورینگی نسبی و حداقل اندازه متوسط کریستال ها به ترتیب برابر با 51/55 درصد و nm 37/62 تحت شرایط بهینه ی توان فراصوت برابر با W 231، زمان تابش دهی min 18/21 و دمای محلول°C 68/42 به دست آمد. نتایج نشان می دهد که روش سونوشیمیایی به شکل قابل توجهی بلورینگی نسبی را افزایش و اندازه ی کریستال های کاتالیست را در زمان های سنتز کوتاه تر، کاهش داده است. روش هیدروترمال، کاتالیستی با بلورینگی کامل و اندازه متوسط کریستالی nm 893 در min 120 و h 48 کریستالیزاسیون تولید می کند، در حالی که کاتالیست سنتز شده به روش فراصوت، با صوت دهی در حدود min 21 و حدود h 4 کریستالیزاسیون دارای 51/55 درصد بلورینگی و اندازه متوسط کریستالی nm 37/62 می باشد. از سوی دیگر، هیچگونه فاز HZSM-5 در روش هیدروترمال با زمان پیرسازی 120 دقیقه و h 4 کریستالیزاسیون در اتوکلاو تشکیل نمی شود. نتایج این تحقیق نشان می دهد که با استفاده از روش فراصوت به جای استفاده از مرحله پیرسازی می توان نانوکاتالیست با  کریستال کوچکتر، بلورینگی و سطح بالاتر در مدت زمان کریستالیزاسیون کمتر به دست آورد.
    کلیدواژگان: نانوکاتالیست HZSM5روش سونوشیمیاییتوان فراصوتزمان تابش فراصوت دمای صوت دهی
  • نفیسه میرآخورلو*، حمیدرضا شاهوردی، احمدرضا بهرامیان صفحات 53-64
    ژوهش حاضر در راستای سنتز ایروژل کربنی ارزان قیمت با خواص مطلوب و با رویکرد عایق حرارتی است. در این پژوهش از رزین ارزان قیمت نوولاک به عنوان ماده اولیه تولید ایروژل پلیمری و روش خشک کردن محیطی استفاده شد؛ سپس قیر قطران زغال سنگ به وسیله غوطه وری نمونه های پلیمری در محلول قیر به نمونه ها اضافه شد. در مرحله ی بعد، ایروژل های پلیمری نوولاک- قیر، در عملیات حرارتی گرماکافت به ایروژل های نانو ساختار کربنی تبدیل شدند. نتایج حاصل نشان داد که با این روش می توان به ایروژل هایی با ساختار نانو و با چگالی قابل پیش بینی دست یافت؛ همچنین با بررسی ریزساختار و ریخت شناسی این ایروژل ها مشخص شد که این ایروژل ها دارای تخلخل بالا، چگالی پایین (حدود 4/0-1/0) و مساحت سطح ویژه بالا (حدود 600) هستند. قیر زغال گذاری بالایی از خود نشان داد و افزودن آن باعث بهبود خواص حرارتی حداقل به میزان 100 ثانیه تاخیر در بالا رفتن دما در آزمون تاریخچه حرارتی گردید؛ که نتیجه آن دستیابی به عایقی با عملکرد حفاظت حرارتی مطلوب تر بود.
    کلیدواژگان: ایروژل کربنی، رزین نوولاک، قیر قطران زغال سنگ، گرماکافت، خواص حرارتی
  • مجتبی ساعی مقدم*، پدرام ناصحی، رضا اسدی صفحات 65-74
    هیدروژن زدایی از آلکان به جهت تولید آلکن یک فرایند کلیدی و مهم در صنایع پتروشیمی است. پروپیلن درواقع واسطه تولید بسیاری از پلیمرهای صنعتی به شمار می رود. در تحقیق پیشرو از CO2 به عنوان اکسنده برای تولید پروپیلن از روش هیدروژن زدایی اکسایشی استفاده گردید. نتایج به دست آمده با تحلیل های XRD، Raman، TEM،BET موردمطالعه قرار گرفت. آزمون های رامان و XRD وجود فاز آناتاز، تشکیل نانولوله های تیتانیا و پخش مناسب گونه های فعال وانادیوم را نشان دادند. آزمون TEM، ساختار نانولوله ای پایه و عدم وجود ناخالصی در آن را تائید کرد. کاتالیست وانادیم به روش تلقیح مرطوب با 5 درصد وزنی از اکسید وانادیم بر پایه ی نانولوله ی تیتانیا تهیه شد. حضور سیلیسیم در ساختار نانولوله تیتانیوم موجب افزایش پایداری حرارتی کاتالیست گردید. کاتالیست حاوی 5 درصد وزنی وانادیم و سیلیسیم توانست به درصد تبدیل %31/28 و گزینش پذیری پروپیلن برابر با 51% در دمای oC 550 دست یابد. این بهبودی و راندمان بالا می تواند به خاطر سطح ویژه بالاتر و پخش بهتر وانادیم بر روی نمونه با پایه تیتانیای اصلاح شده باشد.
    کلیدواژگان: هیدروژن زدایی اکسایشی، پروپیلن، نانو ساختارهای تیتانیا، سیلیسیم
  • ظهیر شکوه سلجوقی*، امیدوار فرهادیان، نوید رمضانیان صفحات 75-87
    کنترل بیماری های باکتریایی ماهیان همواره یکی از مهمترین مشکالت آبزی پروران در طی سالهای اخیر بوده است. از این رو، استفاده از ترکیبات ضد میکروبی جدید با حداقل عوارض مرسوم گردیده است. در این پژوهش با استفاده از روش اسیدی-گرمایی ساختار بنتونیت اصاح گردید، سپس مبادرت به ساخت هیبرید کیتوزان و بنتونیت اصاح شده گردید. ساختار ترکیبات با استفاده از روش طیفسنجی تبدیل فوریه مادون قرمز )FTIR ،)میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی)SEM-FE )و طیفسنجی پراش انرژی پرتو ایکس )EDX )مطالعه گردید. مطالعه ضد باکتریایی ترکیبات بر باکتری گرم منفی آئروموناس هیدروفیا در شرایط آزمایشگاهی با دو روش دیسکی و مایکرودایلوشن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج روش دیسکی نشان داد که ترکیبات ساخته شده دارای خاصیت ضد باکتریایی در شرایط آزمایشگاهی علیه باکتری آائروموناس هیدروفیا بودند. بنتونیت اصاح شده با روش اسیدی-گرمایی دارای قطر هاله عدم رشد برابر با 11/0 ± 16/11 و هیبرید کامپوزیت کیتوزانی برابر با 12/0 ±54/8 بود. برای تعیین قدرت ضدمیکروبی )MIC و MBC )از روش مایکرودایلوشن و شمارش کلونی در محیط کشت اگار استفاده گردید. نتایج نشان داد که ترکیب اصاح شده با روش اسیدی گرمایی دارای MBC به میزان 57/28 و 28/14 میلیگرم بر لیتر برای باکتری آئروموناس هیدروفیا در ده دقیقه و سی دقیقه بودند. برای کامپوزیت کیتوزان و بنتونیت اصاح شده دارای MBC به میزان 28/14 میلیگرم بر لیتر برای باکتری آئروموناس هیدروفیا در ده و سی دقیقه بودند. نتایج نشان داد که ترکیبات اصاح شده بنتونیتی و کامپوزیتی ساخته شده دارای اثرات ضد میکروبی قوی بوده و قابلیت حذف عوامل بیماریریزا را در شرایط آزمایشگاهی داشته و میتوانند به عنوان ترکیبات جدید بهمنظور کنترل عوامل بیماریزا در سیستمهای پرورشی مورد استفاده قرار گیرند.
    کلیدواژگان: کمپوزیت کیتوزان، بنتونیت، روش اسیدی- گرمایی، آئروموناس هیدروفیلا، خاصیت ضد میکروبی
|
  • Hamid Reza Saghafi*, Seyyed Mohammad Javad Kazemi Pages 1-17
    Gel treatment is one of the most promising remedy methods to improve conformance in heterogeneous reservoirs for better sweep efficiency. In this paper, new enhanced preformed particle gels (PPGs) for conformance control at the Balal reservoir are introduced. In these PPGs, three species of 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic sodium salt (AMPSNa), acrylamide (AM) and N-vinylpyrrolidone (NVP) monomers have been used to synthesize via free radical crosslinking polymerization at room temperature using N,N-methylenebis (acrylamide) (MBA) as a cross linker. The swelling properties of the PPGs were enhanced by adding the Nano clay Montmorillonite Na+. A temperature stability agent was also used to make these special PPGs compatible with high temperature and salinity reservoir conditions. Then, PPGs were kept in Balal reservoir conditions in order to study their stability in harsh reservoir conditions. To this end, combination of 50 samples of the preformed particle gel has already been constructed by design of experiment using response surface method, and finally a new model for predicting the swelling ratio of the preformed particle gel based on the weight percentage of material and in different salinity is provided. The results of this research show that the crosslink has more influence on the swelling ratio, and PPG with the optimal formulation will able to guarantee the hard reservoir conditions (temperature 82˚C & salinity 260000ppm).
    Keywords: preformed particle gels, synthesis, swelling ratio, syneresis test
  • Hamid Oveisi*, Azadeh Meshkini Pages 19-31
    In this study, phenolic compounds-coated ZnO@HAP nanocomposite (Ph.ZnO@HAP) was synthesized and used to improve the physical and chemical properties of chitosan hydrogel for biological application. At first, the phenolic compounds were extracted from walnut green hulls. The synthesis of Ph.ZnO@HAP nanocomposite was performed with the assistance of extracted phenols using a hydrothermal method. Chitosan hydrogel was also prepared using NaHCO3 at 37°C. Hybrid hydrogels based on chitosan and Ph.ZnO@HAP nanocomposite were prepared in a similar way and then characterized by fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and field emission scanning electron microscopy (FESEM). The antioxidant property, cytotoxicity, and osteogenesis of hybrid hydrogels were measured using DPPH radical scavenging method, MTT, and alkaline phosphatase enzyme assay, respectively. The FTIR spectra, FESEM images, EDX spectrum, and Zeta potential data showed that Ph.ZnO@HAP nanocomposites synthesized successfully with rod-like morphology, phenolic compounds coated on the surface and a negative particle surface charge. The results of DPPH experiment showed that the antioxidant property of the nanocomposite material increased in a concentration-dependent manner. The FESEM images of chitosan hybrid hydrogels with different concentrations of embedded Ph.ZnO@HAP nanocomposite showed that hybrid hydrogels have a more uniform porous structure, compared to the chitosan hydrogel. Moreover, by an increase in the nanocomposite concentration in the structure of hybrid hydrogels, the antioxidant property augmented. The results of the biological studies showed that the cytotoxicity of hybrid hydrogels on osteoblast-like cells (Saos-2) is lower than that of chitosan hydrogel. Also, hybrid hydrogels showed the higher potential in induction of osteogenesis than chitosan hydrogels.
    Keywords: Chitosan, hydrogel, Hydroxyapatite, Walnut, Cytotoxicity
  • Fatemeh Gorzin*_Jafar Towfighi_Fereydoon X Fereydoon Yaripour_Seyed Mohammad Mousavi Pages 33-52
    In this study, sonochemical synthesis was used to prepare nanostructured HZSM-5 catalysts. The three most effective ultrasound related variables including ultrasound power, irradiation time, and sonication temperature were investigated. The combined effect of these variables on relative crystallinity and mean crystal size of HZSM-5 nanocatalysts was studied using a central composite design. Higher crystallinity and lower crystal size were obtained by increasing ultrasound power, irradiation time, and sonication temperature while there was an optimum range for mentioned variables. The maximum relative crystallinity and minimum mean crystal size were obtained as 55.51% and 62.37 nm, respectively, under the optimal conditions of ultrasound power (231 W), irradiation time (21.18 min), and sonication temperature (42.68 °C). The results confirmed that sonochemical method considerably increased crysatllinity and reduced crystal size of HZSM-5 nanocatalysts at lower time. Hydrothermal method produced catalyst with full crystallinity and mean crystal size of 893 nm with 120 min aging and 48 h crystallization in autoclave while sonicated HZSM-5 catalyst with 21 min sonication and 4 h crystallization has 55.51% crystllinity and 62.37 nm mean crystal size. On the other hand, no HZSM-5 phase was formed in hydrothermal method with 120 min aging and 4 h crystallization in autoclave. These results strongly suggests that a catalyst with smaller crystal size, higher crystallinity and BET surface area at lower crystallization time can be obtained by using ultrasound instead of aging step in HZSM-5 synthesis
    Keywords: HZSM-5 NanocatalystSonochemical methodUltrasound power Ultrasound irradiation timeSonication temperature _
  • Hamidreza Shahverdi Pages 53-64
    The current study is based on synthesis a low cost carbon aerogel with improved properties and thermal insulator approach. In this work cheap novolac resin are used as a raw material for producing polymer aerogel by ambient drying method; then the coal tar pitch is added to samples by immerging them in pitch solution. In next step novolac-pitch polymer aerogels is converted to carbon nano-structure aerogels by pyrolysis heat treatment at inert atmosphere. The results proved, nano-structured aerogels with predictable density will be achieved by this method; also by studying on microstructure and morphology of aerogels it founded these aerogels have high porosity, low density(about 0.1-0.4 g/cm3) and high specific surface area (about 600 m2/g). The charring pitch was a lot and using of it made improved thermal properties that resulted in at least 100s delay in increasing temperature in time-temperature history test; as a result a high performance thermal insulator achieved.
    Keywords: Carbon aerogel, Novolac resin, Coal tar pitch, Pyrolysis, Thermal properties
  • Mojtaba Saei Moghaddam*, Pedram Nasehi, Reza Asadi Pages 65-74
    Dehydrogenation of alkane to alkene is a key process in petrochemical industry. Propylene has intermediate role to production many industrial polymers. In this research applying oxidative dehydrogenation method for propylene production and CO2 used as oxidant. By use of XRD, Raman, TEM, BET and EDX techniques the results have been analyzed. In XRD and Raman tests anatase phase and Titania nanotubes have been distinguished. TEM confirmed TiNTs with pure structure. Vanadium catalyst with 5% of vanadia synthesized by impregnation method. Adding silicon in support increased thermal stability of catalyst. Raman and XRD method confirmed good distribution of active phase on supports. VSiTi catalyst have 28.31% conversion and 51% selectivity in 550 oC. Improvement in yield of propylene production would be in result of higher surface area and good distribution of vanadia over modified Titania nanotubes.
    Keywords: Oxidative Dehydrogenation, Propylene, Titania Nanostructures, Silicon
  • Zoheir Shokouh Saljoghi*, Omidvar Farhadian, Navid Ramezanian Pages 75-87
    The control of bacterial diseases of fish has always been one of the most important problems of aquaculteriets in recent years. One of these problems is bacterial resistance. Using antibiotics can cause problems for consumers. Therefore, the use of new antimicrobial agents with minimal complications is common. In the present study, using the acid-thermal method, the bentonite structure was modified and the chitosan and bentonite hybrids were modified in the stage of development. The structure of the compounds was studied using the Infrared Fourier Transform Spectrometry (FTIR), Surface Electron Scanning Microscopy (FE-SEM) and X-ray diffraction spectroscopy (EDX). Antimicrobial activity of two types of modified bentonite on gram negative bacterium Aeromonas hydrophila was studied in vitro using two methods of disk diffusion and microdilution. The results of the disc diffusion method showed that the antimicrobial compounds produced had antibacterial properties in experimental conditions against the Aeromonas hydrophilia bacteria. Antimicrobial activity (MIC and MBC) was determined using microdilution and clonal counting in Agar culture medium. The results showed that the modified compound with the acidic method had MBC of 28.57 and 14.28 mg / L for Aeromonas hydrophila bacteria in 10 minutes and 30 minutes. For chitosan and modified bentonite composite, MBC was 14.28 mg / ml for Aeromonas hydrophila bacteria in 10 and 30 minutes. The results of this study showed that modified bentonite and composite compounds have strong antimicrobial effects and can remove pathogens in laboratory conditions and can be used as new compounds to control pathogens in breeding systems.
    Keywords: Chitosan Composite, Bentonite, Acid-Thermal Method, Aeromonas hydrophila, Antimicrobial Effect