فهرست مطالب

فصلنامه بسپارش
سال چهارم شماره 2 (پیاپی 11، تابستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/06/24
  • تعداد عناوین: 12
|
  • صفحه 3
  • مریم محبی، محمد رضوی نوری، علیرضا ثابت صفحات 4-20
    در دو دهه اخیر، مطالعات متعددی درباره ساخت و بررسی خواص مختلف نانوکامپوزیت های تهیه شده از کوپلیمر اتیلن وینیل استات (EVA) و نانوذرات خاک رس در جهان علمی انجام شده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که افزودن مقدار بسیار کمی از نانوخاک رس به EVA، موجب افزایش پایداری گرمایی، بازدارندگی شعله، استحکام پارگی، مدول کششی و سختی نانوکامپویت می شود. همچنین، با افزایش درصد نانوخاک رس، گرانروی برشی نانوکامپوزیت های مزبور در سرعت برش صفر افزایش یافته، ناحیه نیوتونی مربوط به این نانوکامپوزیت ها کوتاه تر شده و در مقایسه با EVA خالص، در سرعت برش کمتری رفتار رقیق شوندگی برشی بروز می دهند. هر یک از عوامل، چون نوع نانوخاک رس مصرفی و مقدار آن و نیز درصد وینیل استات در EVA، در شکل شناسی و خواص فیزیکی و مکانیکی این نانوکامپوزیت ها نقش قابل توجهی را بازی می کنند. در این مقاله سعی شده است تا اطلاعات نسبتا جامعی درباره خواص نانوکامپوزیت های عنوان شده با مروری بر مقالات به چاپ رسیده در این زمینه، ارائه شود.
    کلیدواژگان: نانو کامپوزیت، اتیلن وینیل استات، نانو خاک رس، شکل شناسی، رئولوژی
  • سید حمید سلیمی*، فضه آریانسب، علیرضا بنازاده، محمدجلال الدین ظهوریان مهر صفحات 21-40
    کاربرد ابرجاذب ها به سرعت در حال گسترش است. با تایید این مواد برای بسته بندی مواد غذایی توسط اداره غذا و داروی آمریکا پیش بینی می شود، مصرف ابرجاذب ها در بازار حتی با سرعت بیشتری افزایش یابد. هرچند افزایش قیمت های جهانی مواد پتروشیمی ممکن است برای این مواد پایه آکریلی نقطه ضعف به شمار آید. از این رو، توسعه هیدروژل های پایه طبیعی به علت زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری می تواند مفید باشد. در این مقاله، پس از معرفی اجمالی انواع پروتئین ها و پلی آمینواسیدها، به بررسی سنتز، خواص و کاربردهای انواع ژل های ابرجاذب برپایه هوموپلی آمینواسیدها و پروتئین ها پرداخته می شود.
    کلیدواژگان: هیدروژل، تورم، پروتئین، ژلاتین، ابر جاذب
  • الناز اسمی زاده، علی اکبر یوسفی*، قاسم نادری، علی وحیدی فر صفحات 41-50
    در میان مواد گرماسخت، رزین های اپوکسی دارای خواص شیمیایی خاصی همچون عدم وجود محصولات جانبی یا مواد فرار در حین واکنش پخت، جمع شدگی کم در اثر پخت، پخت در بازه دمایی بسیار گسترده و قابل کنترل بودن درجه شبکه ای شدن هستند. رزین های اپوکسی به دلیل خواص شیمیایی و گرمایی عالی، قدرت چسبندگی زیاد، استحکام ضربه ای خوب، مقاومت، سختی و مقاومت الکتریکی زیاد دارای کاربردهای گسترده ای هستند. امروزه، استفاده از مواد تقویت کننده در ابعاد نانو در ماتریس های پلیمری مورد توجه قرار گرفته است. در میان این مواد، نانوسیلیکات های لایه ای (نانوخاک های رس) به دلیل ساختار لایه ای، نسبت منظر زیاد، دسترسی آسان و قیمت کم یکی از ایده آل ترین مواد برای تقویت پلیمرها هستند. در سال های اخیر، مطالعات زیادی با هدف تقویت خواص فیزیکی- مکانیکی، همچون مدول یانگ، سختی، چقرمگی شکست و پایداری گرمایی در نانوکامپوزیت های گرماسخت بر پایه ماتریس اپوکسی-نانوسیلیکات های لایه ای انجام شده است. از مهم ترین عوامل موثر بر خواص نانوکامپوزیت ها، پراکنش مناسب مواد نانو در بستر پلیمری است. در این مقاله، عوامل موثر بر ساختار نانوکامپوزیت های بر پایه اپوکسی همچون روش فرایند، نوع رزین اپوکسی، نوع عامل پخت، ماهیت نانوخاک رس و یون تبادلی بین لایه ای و شرایط پخت مرور شده است.
    کلیدواژگان: رزین اپوکسی، نانو خک رس، شکل شناسی، نانوکامپوزیت، سیلیکات لایه ای
  • محمدحسین قانیان، جلال برزین، مژگان زندی، مرتضی احسانی، محمد کاظمی آشتیانی صفحات 51-58
    آرایش الیاف از جمله ویژگی های هندسی مهم در نمدهای الکتروریسی شده است که با تنظیم میدان الکتریکی قابل کنترل است. در این پژوهش، استفاده از جمع کننده های فلز- شیشه به عنوان روشی نوین برای تغییر موضعی رسانندگی الکتریکی در محل جمع کننده و به تبع آن تغییر میدان الکتریکی معرفی شده است. بررسی آرایش الیاف الکتروریسی شده روی قسمت شیشه ای (عایق) با دو هندسه مربع و دایره روی سطح جمع کننده فلزی (رسانا) صفحه ای نشان داد، هندسه بخش عایق، اثر قابل توجهی روی آرایش الیاف دارد. به طوری که در حالت مربع، الیاف با جهت گیری ترجیحی به یک سمت و انحنای موجی شکل به دست آمدند. در حالی که در هندسه دایره ای، الیاف جهت گیری خاصی نداشته و کاملا مستقیم و بدون انحنا بودند. همچنین، بررسی آرایش الیاف در نقاط مختلف از ورق شیشه ای متصل شده به جمع کننده استوانه ای نشان داد، هر چه فاصله ورق از سطح فلزی بیشتر باشد، چگالی الیاف کمتر و جهت گیری آنها به یک سمت خاص بیشتر است، ضمن آن که الیاف در قسمت هایی از ورق که تماس مستقیم با سطح فلزی ندارد، انحنا و پیچ خوردگی خود را از دست می دهند. روش ارائه شده می تواند راهکاری برای تنظیم آرایش الیاف در داربست های الکتروریسی شده، مطابق با هندسه بافت مورد نظر باشد.
    کلیدواژگان: الکتروریسی، نانوالیاف، آرایش الیاف، جمع کننده، عایق
  • لاله عدل نسب*، آزاده پیری صدیق، سمیرا اوسطی صفحات 59-71
    پژوهشگران در سراسر دنیا به طور پیوسته در حال مطالعه روی سامانه های بر پایه پلیمرهای پاسخگو به محرک کارآمد هستند تا اثر یک محرک را به یک پاسخ تبدیل کنند. این پلیمرهای هوشمند قابلیت ترجمه تغییراتی مانند تغییرات فیزیکی و شیمیایی را دارند که در محیط آنها رخ می دهد. این قابلیت موجب می شود تا پلیمرهای مزبور در موارد زیادی استفاده شوند. تعداد زیادی از مقالات ارائه شده پلیمرهای پاسخگو به دما، pH و قدرت یونی را توصیف کرده اند. در این مقاله، کاربرد این مواد را در زیست حسگرها و کاربردهای تجزیه ای بررسی می شود. در میان این مواد پلیمرهایی هستند که به چند محرک پاسخ می دهند. در نتیجه این گونه مواد، کاربردهای زیادی از جمله پزشکی، انرژی و زیست محیطی یافته اند. با تطبیق پذیری خوب این مواد با کاربردهای مختلف، می توان آینده روشنی را برای کاربرد پلیمرهای هوشمند انتظار داشت.
    کلیدواژگان: پلیمرهای پاسخگو به محرک، حسگر، زیست مولکولی، کاربرد تجزیه ای، پلیمر قالب مولکولی
  • حمیدرضا خلفی، مهرزاد مرتضایی * صفحات 72-82

    پیش آغشته ها مواد پیش مهندسی شده ای هستند که با آغشته سازی الیاف تقویت کننده با رزین های گرمانرم یا گرماسخت تشکیل شده اند. از پیش آغشته ها به طور گسترده ای در صنایع هوا فضا استفاده می شود. خواص پیش آغشته ها با پارامترهایی همچون مقدار مواد فرار و رزین، درجه پیش پخت، مقدار حفره یا فضای خالی، چسبناکی و قابلیت جریان پذیری ارزیابی می شوند. دو روش غالب برای تولید پیش آغشته های گرماسخت، روش مذاب داغ و روش حلالی است. در فرایند تولید پیش آغشته به روش حلالی پارامترهای فرایندی مانند دما و فشار حمام آغشته سازی، سرعت خط تولید پیش آغشته و مقدار نیروی کشش از اهمیت ویژه ای برخوردارند. در فرایند تولید پیش آغشته به روش مذاب داغ، خواص پیش آغشته به دمای مذاب و همچنین دما، فشار و سرعت چرخش غلتک های آغشته ساز بستگی دارد. معمولا هدف، دست یابی به پیش آغشته ای با کمترین مقدار فضای خالی و بیشترین مقدار چسبناکی است. چسبناکی با افزایش سرعت خط تولید و مقدار نیروی کشش و کاهش دما و فشار آغشته سازی افزایش می یابد. در مقابل، مقدار فضای خالی با کاهش سرعت خط تولید و مقدار نیروی کشش و افزایش دما و فشار آغشته سازی کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: پیش آغشته، روش های ساخت پیش آغشته ها، کامپوزیت، دستگاه پیش آغشته ساز، درجه پیش پخت
  • روح الله حسینی* صفحات 83-93
    کامپوزیت های کارآمد، معمولا از الیاف پیوسته و یک ماتریس گرماسخت تشکیل شده اند. مثال خوبی در این باره، کامپوزیت اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن است. در اثر پخت این ماده، تنش های باقی مانده و واپیچش به وجود می آیند که ناشی از کرنش های حجمی گرمایی و شیمیایی هستند. پخت مرحله ای از ساخت است که ماتریس گرماسخت از حالت مایع به حالت جامد تغییر شکل می دهد. این فرایند ترکیبی از تغییرات دمایی، شیمیایی و مکانیکی است که علاوه بر کرنش های حجمی، شامل تولید گرما و تغییرات خواص مکانیکی است. برای ساخت قطعات با رواداری زیاد، نظیر اجزای هواپیما و بالگرد، هندسه قالب طوری تغییر می کند که جمع شدگی و واپیچش شکل اصلی را جبران کند. امروزه بر اساس تجربه و سعی و خطا، این هندسه شناسایی می شود. این کار زمان بر و گران است. از این رو، ایجاد روش یا ابزاری برای پیش بینی شکل نهایی و تنش های باقی مانده مرحله مهمی برای بهینه کردن ساخت کامپوزیت هاست. در این مقاله، عوامل موثر بر واپیچش و جمع شدگی گرمایی بررسی و مقدار تاثیر هر یک بیان می شود. این رهنمودها برای کاهش جمع شدگی و واپیچش گرمایی مفیداند.
    کلیدواژگان: کامپوزیت های پلیمری، جمع شدگی و واپیچش گرمایی، تنش های باقی مانده، اپوکسی
  • صفحات 94-97
  • صفحات 100-101
  • صفحه 102
  • صفحه 103
|
  • Maryam Mohebbi, Mohammad Razavi-Nouri, Alireza Sabet Pages 4-20
    In the last two decades، some studies have been conducted on the preparation and properties of nanocomposites based on ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) and nanoclay particles. The results indicate that the addition of small amounts of nanoclay into EVA system improve the thermal resistance، fire retardancy، tear strength، tensile modulus and hardness of the nanocomposites. When the percentage of nanoclay increases، zero shear viscosity of the nanocomposite increases، the Newtonian region becomes shorter and the material reveals shear thinning behavior at lower shear rates in comparison with that of the parent polymer. The factors such as the type and amount of nanoclay as well as the percentage of vinyl acetate in EVA play significant role in morphology and physical and mechanical properties of their corresponding nanocomposites. The aim of this study is to present some information on the above nanocomposites by reviewing the most recent published papers on their various aspects of preparation and general properties in relation to their most important applications.
    Keywords: nanocomposite, ethylene vinyl acetate, Nanoclay, Morphology, rheology
  • Seyed Hamid Salimi*, Fezeh Aryanasab, Ali Reza Banazadeh, Mohammad Jallaledin Zohuriaan-Mehr Pages 21-40
    The use of super-swelling polymers is steadily increasing. With the recent authorization of the superabsorbents in food packaging by the Food and Drug Administration، the demand may soon take off in world market. However، the increase in prices of petroleum products in recent years may be a drawback for these acrylic-based materials. Thus، there is now a need to develop natural-based super-swelling hydrogels which are biodegradable and biocompatible. This review is aimed to highlight research and trends in protein and homopoly (amino acid) -based super-swelling hydrogels. The synthesis، properties and applications of such hydrogels are reviewed.
    Keywords: hydrogel, swelling, protein, gelatin, superabsorbent
  • Elnaz Esmizadeh, Ali Akbar Yousefi*, Ghasem Naderi, Ali Vahidifar Pages 41-50
    Amongst the thermoset materials، epoxy resins exhibit special chemical characteristics such as the absence of by-products or volatiles during curing reactions، low shrinkage on cure، curability over a wide temperature range and the controllable degree of cross-linking. Due to excellent chemical and heat resistance، high adhesive strength، good impact resistance، high strength and hardness، and high electrical insulation epoxy resins are recognized as versatile materials. Nowadays، incorporation of nano-materials to reinforce polymeric matrix has attracted great interest. Among various nano-reinforcements، nano-layered silicates (nanoclays) are found to be ideal for polymers owing to their high intercalation chemistry، high aspect ratio، ease of availability and low cost. In the last decades، thermoset nanocomposites based on epoxy matrix containing layered silicates have been intensively studied aiming to obtain final products with enhanced physicomechanical properties، such as Young modulus، stiffness، fracture toughness، thermal stability، etc. The improved nanocomposite morphology (intercalation/exfoliation of nanoclay in polymer matrix) plays a key role in reinforcing epoxy resin. Therefore، the emphasis of the present work is on parameters influencing the morphology of epoxy/nanoclay composites such as the processing techniques، clay modifier، epoxy structure، curing agents and curing conditions used for the preparation of nanocomposites.
    Keywords: epoxy resin, Nanoclay, Morphology, Nanocomposites
  • Mohammad Hossein Ghanian, Jalal Barzin, Mojgan Zandi, Morteza Ehsani, Mohammad Kazemi-Ashtiani Pages 51-58
    Fiber orientation is one of the important morphological characteristics of electrospun mats. Electric field between the nozzle and collector which is extremely influenced by electrical conductivity of the collector can be controlled to tailor the orientation of electrospun fibers. We have presented the conductive-insulating collectors as novel means to localize conductive area on the collector surface and subsequently reorganize the electric field. It is demonstrated that the electrospun nanofibers deposit with specific geometries on the hybrid collectors compared to the conventional conductive collectors. In addition، insulting area with different geometries results in different fiber orientations. The square geometry leads to wavy nanofibers with preferentially unidirectional alignment whereas straight nanofibers with completely random orientation are obtained by a collector of circular geometry. These observed morphological changes may be attributed to probable changes in the electrical field. It is also shown that the gap size between the insulating area and the conducting surface influences the fiber orientation in determining bigger gap، lower fiber density and more aligned orientation. Furthermore، the nanofibers deposited on the non-contacting insulating area show no wavy morphology. Our simple strategy can be used for precise tailoring of fiber orientation of the electrospun scaffolds in a desired tissue.
    Keywords: electrospinning, nanofibers, fiber orientation, collector, insulator
  • Laleh Adlnasab*, Azadeh Pirisedigh, Samira Osati Pages 59-71
    These days responsive polymers are used in a wide range of applications. Around the world researchers have made efforts on responsive polymers with high performance which respond to a variety of stimuli. The stimuli-responsive polymers have the ability to respond physically and chemically in response to environmental changes. Also، these materials have enormous potential in a wide range of modern industries. The environmental changes (or stimuli) can be pH، temperature، ionic strength، light، electric magnetic field. In this paper، we focus on the analytical and biosensing applications. While polymer-based systems can be engineered to respond to a single stimulus، they can also be made to respond to multiple stimuli. Many applications associated with health، energy and the environment. With so much chemical versatility and a wide reaching array of applications، the future is bright for stimuli-responsive polymers.
    Keywords: responsive polymers, sensor, bimolecular, analytical application, molecularly imprinted polymer
  • Hamidreza Khalafi, Mehrzad Mortezaei Pages 72-82

    Prepreg is a pre-engineered laminating material manufactured by impregnating a fiber-reinforcement with a thermosetting or thermoplastic resin. Prepregs are widely used in the aerospace industry. The properties of prepregs are characterized in terms of their volatile content، resin content، the degree of pre-cure، void content، tack and flow ability. The two main methods used for producing thermosetting prepregs are hot-melt and solvent impregnations. In solvent-based prepreg processing، the most important processing parameters are temperature and pressure in impregnation bath، prepreg producing line speed and fabric tension. In hot-melt prepreg processing، prepreg properties depend on melt temperature، impregnation rollers pressure، temperature، and the speed of rotation. Usually، the goal is to obtain a prepreg with lowest void and the highest tack. Tack increase with increasing line speed and fabric tension، and decreasing impregnation temperature and pressure. In contrast، void content is decreased with decreasing the line speed and fabric tension، and increasing the impregnation temperature and pressure.

    Keywords: composite, prepreg, prepreg manufacturing methods, prepreg production machine, degree of pre, cure
  • Rouhollah Hosseini* Pages 83-93
    High performance composites usually consist of continuous fibers and a thermoset matrix. A well-known example is carbon fiber/epoxy composites. When this kind of material is cured، residual stresses and/or shape distortions are produced owing to thermally and chemically induced volumetric strains. The cure implies a stage where a thermoset matrix is transformed from a liquid to a solid state. It is a quite complex thermo-mechanochemical process that in addition to volumetric strains، involves heat generation and dramatic changes in mechanical properties. For manufacturing of parts with high shape tolerances، such as aircraft components، the geometry of the mould is compensated to accommodate for shape distortions. Today، this is based on thumb rules and tests are followed by trials، which are time consuming and expensive. Development of a tool for prediction of shape distortions and residual stresses is therefore an important step toward more optimized processes for manufacturing of composites. In this paper، we examine the factors affecting distortion and thermal contraction in each application. These guidelines are considered useful to reduce shrinkage and thermal distortion.
    Keywords: polymer composites, thermal contraction, distortion, residual stresses, epoxy, shrinkage