فهرست مطالب

علوم و تکنولوژی پلیمر - سال سی و چهارم شماره 1 (پیاپی 171، فروردین و اردیبهشت 1400)

دو ماهنامه علوم و تکنولوژی پلیمر
سال سی و چهارم شماره 1 (پیاپی 171، فروردین و اردیبهشت 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/03/11
  • تعداد عناوین: 6
|
  • جمشید کمالی پور، محمدحسین بهشتی*، محمدجلال الدین ظهوریان مهر صفحات 3-27

    رزین های اپوکسی به دلیل مقاومت عالی در برابر گرما، رطوبت و مواد شیمیایی، استحکام کششی زیاد، جمع شدگی کم حین پخت و پایداری ابعادی عالی، به طور گسترده به عنوان مواد کپسولی کننده در صنایع الکتریکی و الکترونیکی، حمل و نقل، پوشش ها، چسب ها و کامپوزیت های پیشرفته استفاده می شوند. رزین های اپوکسی بسیار اشتعال پذیرند و این ماهیت اشتعال پذیری، کاربرد آن ها را در زمینه هایی که به بازدارندگی زیاد در برابر شعله نیاز باشد، به طور جدی محدود می کند. برای غلبه بر این مسئله چالش برانگیز، چند راهکار مانند استفاده از بازدارنده های شعله بر پایه هالوژن، ترکیبات آلی فسفر (نظیر آمونیوم پلی فسفات و ملامین پلی فسفات)، ترکیبات معدنی (نظیر آلومینیم تری هیدرات و منیزیم هیدروکسید)، بازدارنده های شعله بر پایه نیتروژن و سیلیکون، بازدارنده های متورم شونده و نانوذرات پیشنهاد شده است. اغلب ترکیبات فسفردار به عنوان جایگزین هایی برای ترکیبات هالوژن دارشده در رزین‎های اپوکسی بازدارنده شعله به کار گرفته می شوند. از ترکیبات فسفر متفاوتی به عنوان عوامل بازدارنده شعله به صورت افزودنی یا مواد واکنشی استفاده می شود. در مقایسه با عوامل افزودنی برای بازدارندگی شعله، ترکیبات آلی فسفر واکنشی در رزین های اپوکسی، کارایی بازدارندگی شعله عالی نشان می دهند. این ترکیبات می توانند به طور شیمیایی، به عنوان بخشی از عامل پخت یا به کمک خود ساختار رزین های اپوکسی به پیکره شبکه منتقل شوند و ویژگی بازدارندگی ذاتی در برابر شعله را القا کنند. در این مقاله، طبقه بندی بازدارنده های شعله (بر پایه هالوژن، ترکیبات آلی فسفر، مواد معدنی، مواد بر پایه نیتروژن و سیلیکون، بازدارنده های متورم شونده و نانوکامپوزیت ها)، چرخه سوختن پلیمرها و کاربرد مواد بازدارنده شعله، به ویژه مواد بر پایه فسفر، برای رزین های اپوکسی مطالعه و مرور می شوند. آزمون های مختلف ارزیابی بازدارندگی شعله نظیر UL-94، شاخص حدی اکسیژن و گرماسنجی مخروطی نیز به اختصار شرح داده می شوند.

    کلیدواژگان: رزین اپوکسی، بازدارنده شعله، واکنشی، افزودنی، فسفر
  • ساینا اکبری، مجید پیروی* صفحات 29-41

    فرضیه:

     با وجود کاربرد گسترده غشاهای نانوفیلتری در فرایند اسمز مستقیم (FO)، پدیده قطبش غلظت درونی همچنان از مهم ترین چالش های این فرایند است. روش های مختلفی به منظور کاهش اثر این پدیده نامطلوب پیشنهاد شده است که یکی از آن ها بارگذاری نانوذرات آب دوست در ساختار غشاست. در این پژوهش، از نانوذرات SiO2/ZIF-8 برای بهبود ساختار و عملکرد غشاهای پلی اترسولفونی (PES) در فرایند اسمز مستقیم استفاده شده است.

    روش ها

    ابتدا، غشای پلی اتر سولفون با روش وارونگی فاز تهیه شد. در مرحله بعد، نانوذرات ZIF-8 و SiO2/ZIF-8 به عنوان پرکننده در دمای محیط سنتز شدند. غشاهای کامپوزیتی لایه نازک به عنوان لایه رویی برای فرایند اسمز مستقیم با روش پلیمرشدن بین سطحی و از واکنش میان دو مونومر واکنش پذیر آلی (TMC) و آبی (MPD) به دست آمدند. در نهایت، برای ارزیابی نانوذرات و غشاهای ساخته شده، آزمون های اندازه گیری زاویه تماس، طیف نمایی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوبی الکترونی پویشی نشر میدانی (FE-SEM)، پراش سنجی پرتو X و اندازه گیری مقدار تخلخل غشا به کار گرفته شدند. همچنین، عملکرد غشاهای ساخته شده پایه و کامپوزیتی (غشایی که حداقل از دو ماده مختلف تشکیل شده است) و نانوکامپوزیتی لایه نازک با فرایندهای اسمز مستقیم و معکوس بررسی شد.  

    یافته ها

    نتایج حاکی از وجود مقدار کمی SiO2/ZIF-8 در غشاست که سبب افزایش آب دوستی و تخلخل آن شده و شار و پس زنی فرایند FO را نیز بهبود داده است. شار آب غشای اسمز مستقیم لایه نازک نانوکامپوزیتی به طور چشمگیری از 15.23L/m2.hبه 25.13L/m2.h افزایش یافت، زمانی که از محلول 10 میلی مولار و 2 مولار NaCl، به ترتیب به عنوان محلول خوراک (FS) و محلول اسمزی (DS) استفاده شد. بهبود شار آب اسمز مستقیم را می توان به کمترشدن مولفه ساختاری غشا (S) در زیرلایه اصلاح شده PES و کاهش قطبش غلظت درونی نسبت داد.

    کلیدواژگان: اسمز مستقیم، غشای پلیمری پلی اترسولفون، آب دوستی، تخلخل، نانوذره SiO2، ZIF-8
  • مریم خاقانی پور، علی سلیمی* صفحات 43-54

    فرضیه: 

    چسب های درزگیر بر پایه پلیمر سیلانی اصلاح شده، به دلیل کاربردهای مختلف و قابلیت مطلوب، سهم عمده ای از بازار مصرف را به خود اختصاص داده اند.

    روش ها

    به منظور تعیین پارامترهای بهینه فراوری، مراحل مختلف عمل آوری سطح زیرایند آلومینیمی شامل چربی زدایی، سمباده زنی و اعمال آستری بررسی شد. در این راستا، عملکرد چهار نوع چربی زدا و دو نوع آستری پایه سیلانی ارزیابی شدند. همچنین، ضخامت بهینه لایه چسب برای دست یابی به حداکثر استحکام اتصالات چسبی تعیین شد. اثر نوع محلول چربی زدا و آسترهای پایه سیلانی بر استحکام چسبندگی چسب درزگیر، با آزمون استحکام برشی هم پوشان ارزیابی شد. اثر ضخامت لایه چسب بر استحکام چسبندگی و چقرمگی شکست با آزمون های استحکام برشی هم پوشان و استحکام گسستگی بررسی شد.

    یافته ها

    ضخامت بهینه لایه چسب، بر اساس نتایج استحکام برشی 0.5mm و بر اساس نتایج چقرمگی شکست 1.25mm تعیین شد. کاهش استحکام اتصال چسبی در ضخامت های بیشتر را می توان به حبس حباب هوا در لایه چسب و اثر کمتر زیرایند نسبت داد. همچنین، حداقل الزامات عمل آوری سطح آلومینیم، چربی زدایی و سمباده زنی سطح تعیین شد که موجب تغییر نوع شکست از چسبی به هم چسبی شد. به کارگیری دو نوع آستری سیلانی دارای گروه اپوکسی، گلیسیدوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان، (GPS) و گروه آمین، تری اتوکسی سیلیل پروپیل آمین (APS)، بر بهبود دوام اتصال چسبی، حتی پس از گذشت 2500h پیرسازی چرخه ای موثر شناخته شد.

    کلیدواژگان: چسب، پلیمر سیلانی اصلاح شده، استحکام اتصال، عمل آوری سطح، ضخامت لایه چسب
  • پدرام منافی*، حسین نازکدست، سپیده گماری، محمدرضا منافی، سارا صدیقی، لوکا برتولی، لوکا ماگاگنین صفحات 55-69

    فرضیه:

     الکترولیت های پلیمری ژل مانند (شبه جامد) در سال های اخیر به عنوان جایگزین مناسب برای الکترولیت های مایع مورد توجه قرار گرفته اند. از سوی دیگر، مایعات یونی به طور چشمگیری رسانندگی یونی را در الکترولیت ها افزایش می دهند. در این پژوهش، الکترولیت های پلیمری ژل مانند بر پایه آمیخته پلی (وینیلیدن فلویورید-co-هگزافلویورو پروپیلن)-پلی (اتیلن اکسید) (PVDF-HFP/PEO) (برای کاربرد در سلول های خورشیدی رنگینه حساس) و مایعات یونی بر پایه ایمیدازولیوم تهیه شدند. آمیخته سازی این دو پلیمر می تواند درجه بلورینگی را کاهش داده و تخلخل آمیخته الکترولیتی را افزایش دهد و بدین ترتیب مقدار جذب و رسانندگی یونی الکترولیت بهبود می یابد.

    روش ها

    الکترولیت های آمیخته پلیمری در مجاورت یکی از مایعات یونی شامل 1-بوتیل-3-متیل ایمیدازولیوم یدید (BMII) یا 1-بوتیل-3-متیل ایمیدازولیوم تترافلویورو بورات (BMIMBF4) با روش وارونگی فاز، در نسبت های مختلف آمیخته تهیه شدند و خواص مختلف آن ها با گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC)، آزمون تخلخل سنجی جیوه، مقدار جذب الکترولیت و شکل شناسی به منظور بهینه کردن نسبت آمیخته بررسی شد.

    یافته ها

    نسبت 40/60w/w آمیخته PVDF-HFP/PEO بیشترین مقدار تخلخل و جذب الکترولیت را نشان داد. نتایج بررسی بلورینگی با DSC آشکار کرد که ارتباط مستقیمی میان کاهش درصد بلورینگی دو جزء پلیمری و بهبود رسانندگی یونی آمیخته الکترولیتی وجود دارد. جذب الکترولیت با افزایش غلظت جزء PEO تا 40wt% به تدریج رشد یافت و به ترتیب برای BMIMBF4 و BMII به بیشینه مقدار 98.49 و %89.48 رسید. اما، پس از این ترکیب درصد، کاهش جذب الکترولیت دیده شد که ویژگی نامطلوب برای نمونه های تولیدشده است. رسانندگی یونی در ترکیب درصد یادشده به ترتیب 2.07 و 1.78mS/cm برای الکترولیت های PVDF-HFP/PEO/BMIMBF4 و PVDF-HFP/PEO/BMII بوده است.

    کلیدواژگان: الکترولیت پلیمری ژل مانند، آمیخته پلیمری، مایعات یونی، رسانندگی یونی، خواص الکتروشیمیایی
  • حانیه دانشیان، مهدی انتظام، نوید نصیری زاده صفحات 69-80

    فرضیه :

     بارگذاری داروهای گیاهی در ماتریس هیدروژل های پلیمری، کارایی آن ها را برای کاربرد در زخم پوش به طور موثری بهبود می بخشد. در این راستا، مقدار داروی بارگذاری شده در هیدروژل نقش اساسی ایفا می کند و بر خواص فیزیکی-مکانیکی هیدروژل، رفتار رهایش دارو و تکثیر سلولی بر هیدروژل اثرگذار است.

    روش ها

    در این پژوهش، هیدروژل های بر پایه پلی (وینیل الکل)-آگار-پلی (اتیلن گلیکول) (Agar-PVA-PEG) دارای مقدارهای مختلف آلویه ورا (0، 0.2، 0.5، 1 و 2wt%)  با پرتودهی الکترونی محلول آبی آن ها در شرایط جو محیط و دز 25kGy تهیه شدند و اثر ترکیب درصد آلویه ورا بر مقدار ژل، تورم تعادلی، مقدار آب زدایی و خواص مکانیکی کششی هیدروژل در کنار رفتار رهایش آلویه ورا از هیدروژل و رشد و تکثیر سلول های پوستی بر آن بررسی شد.

    یافته ها

    نتایج ارزیابی ها نشان داد، با افزایش مقدار آلویه ورا در هیدروژل از %0.2 به %1 وزنی مقدار ژل آن از %55 به %47 کاهش  و مقدار تورم آن از %195 به %294 افزایش یافت. برخلاف انتظار، افزایش آلویه ورا تا مقدار %1 وزنی به هیدروژل موجب افزایش %30 استحکام کششی و افزایش %119 ازدیاد طول تا پارگی شد. پدیده آب زدایی هیدروژل در مجاورت آلویه ورا تا حدی سرعت یافت. سینتیک رهایش آلویه ورا از هیدروژل رفتار خطی نشان داد و بیشترین سرعت و مقدار رهایش (حدود %70) با هیدروژل دارای %1 وزنی آلویه ورا به دست آمد. تکثیر سلول های فیبروپلاست نیز برای نمونه هیدروژل دارای %1 وزنی آلویه ورا بیشینه بود. در نهایت، بر اساس نتایج مطالعات، مقدار بهینه آلویه ورا در هیدروژل %1 وزنی تعیین شد.

    کلیدواژگان: هیدروژل، پلی(وینیل الکل)، آلوئه ورا، خواص فیزیکی-مکانیکی، رشد سلولی
  • پارسا داداشی، امیر بابایی*، امیر رستمی صفحات 81-92

    فرضیه: 

    مدل امولسیونی Palierne معمولا برای بررسی ارتباط ریولوژی-شکل شناسی آمیخته های پلیمری امتزاج ناپذیر با شکل شناسی قطره-ماتریس استفاده می شود. مدل Palierne رفتار گرانروکشسان خطی را برای امولسیون ها و تعلیق ها فقط زمانی که کسر حجمی فاز پراکنده زیاد نباشد، به خوبی پیش بینی می کند. از منظر نانوکامپوزیت ها، مدل Palierne به دلیل برهم کنش های میان نانوذرات قابلیت پیش بینی نتایج تجربی را ندارد. بنابراین، پژوهشگران مدل امولسیونی Palierne را با درنظرگرفتن اثرهای مقدار تقویت برش و مقدار تقویت تنش اصلاح کردند. با وجود این، مدل های Palierne اصلاح شده نتوانستند مدول مختلط آمیخته های پلیمری دوتایی دارای نانوذرات را به دلیل پیچیدگی این نوع سامانه ها پیش بینی کنند.

    روش ها

    مدل جدیدی به کمک روش تلفیقی مناسب برای پیش بینی مدول مختلط آمیخته های پلیمری دارای نانوذرات جاداده شده درون فاز قطره ها پیشنهاد شده است. مدل پیشنهاد شده، برهم کنش ذره-ذره، ذره-پلیمر و اثر ازدحام قطره ها را درنظر می گیرد. از طرف دیگر، برای صحت سنجی مدل پیشنهادی، آمیخته پلیمری پلی استیرن-پلی(متیل متاکریلات) در مجاورت %1 وزنی نانولوله کربن با روش اختلاط مذاب تهیه شد.

    یافته ها

    شکل شناسی به صورت قطره های پلی استیرن پراکنده شده درون ماتریس پلی (متیل متاکریلات) مشخص شد و نتایج میکروسکوپی الکترون عبوری نشان داد، نانولوله های کربن درون فاز قطره قرار گرفتند. نتایج صحت سنجی مدل پیشنهادی با داده های تجربی در مقایسه با سایر مدل های Palierne اصلاح شده انطباق بهتری داشت و پارامترهای به دست آمده از مدل پیشنهادی، جزییات بیشتری از خواص گرانروکشسان نظیر کشش بین سطحی نانوذرات-فاز قطره، اثر ازدحام قطره های پراکنده، مقدار تقویت کنندگی نانوذرات و کشش بین سطحی نانوکامپوزیت را مشخص کردند.

    کلیدواژگان: مدل امولسیونی Palierne، مقدار تقویت برش، مقدار تقویت تنش، آمیخته های پلیمری امتزاج ناپذیر، شکل شناسی
|
  • Jamshid Kamalipour, MohammadHosain Beheshty *, MohamadJalaledin Zohuriaan Mehr Pages 3-27

    Epoxy resins are widely used as encapsulating materials in the electronic and electrical industries, transportation, coatings, adhesives, and advanced composite matrices owing to their excellent heat, moisture and chemical resistance, high tensile strength, low shrinkage on curing, and excellent dimensional stability. Epoxy resins are very flammable; this nature seriously restricts their widespread applications, especially in the areas requiring high flame retardancy. To address this challenging problem, several approaches, such as use of halogen-based flame retardant, organophosphorus compounds (e.g., ammonium polyphosphate and melamine polyphosphate), inorganic flame retardants (most widely used alumina trihydrate and magnesium hydroxide known as ATH and MDH, respectively), nitrogen-based flame retardants, silicon-based flame retardants, intumescent flame retardants, and nanomaterials have been proposed. Phosphorus-containing compounds are mostly used as substitutes for the halogenated compounds in flame-retardant epoxy resins. Various phosphorus compounds are used as additive or reactive flame retardants. Comparing the additive flame retardants, reactive organophosphorus compounds present excellent flame retardant efficiency in the case of epoxy resins and it can be chemically linked to the backbone of the network either through being part of the curing agent or through the structure of epoxy resins itself and giving intrinsic flame retardancy. In this review, classification of flame retardants (halogen-based flame retardants, organophosphorus compounds, inorganic flame retardants, nitrogen- and silicon-based flame retardants, intumescent flame retardants and nanocomposites), the combustion cycle of polymers and application of flame retardants, especially phosphorus-based flame retardants for epoxy resins are introduced and classified. Experimental test methods for evaluation of flame retardancy like UL-94, limiting oxygen index and cone calorimeter are also discussed.

    Keywords: epoxy resin, flame retardant, reactive, additive, phosphorus
  • Saina Akbari, Majid Peyravi * Pages 29-41

    Hypothesis: 

    Despite the wide application of nanofiltration (NF) membranes in forward osmosis (FO) process, one of the most important challenges of this process is the internal concentration polarization (ICP) phenomenon. Different methods have been investigated to reduce the effect of this undesirable phenomenon and it is suggested that one of these methods is loading of hydrophilic nanoparticles in the membrane structure. In this study, SiO2/ZIF-8 nanoparticles were used to improve the structure and performance of polyethersulfone membranes (PES) in FO process.

    Methods

    At first, polyethersulfone membrane was synthesized by phase inversion method. In the next step, ZIF-8 and SiO2/ZIF-8 nanoparticles as filler were synthesized at room temperature. Thin film composite membranes were prepared by the interfacial polymerization (IP) of two reactive organic (TMC) and aqueous (MPD) monomers. Finally, the produced membranes and nanocomposite were characterized by contact angle, FTIR spectroscopy, X-ray diffractometry (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), and porosity measurements. Also, the performance of all membranes composed of at least two different components was investigated using reverse and forward osmosisi processes.

    Finding

    The outcomes demonstrated that the presence of a small amount of SiO2/ZIF-8 nanoparticle in the membrane led to an increase in the membrane hydrophilicity and porosity, and also improved the water flux and rejection of the FO. The water flux of TFN FO membrane was reported to increase remarkably from 15.23 to 25.13 L/m2.h when 10 mM NaCl and 2 M NaCl salt were utilized as feed solution (FS) and draw solution (DS), respectively. The improvement in FO water flux was ascribed to the lower S parameter of modified PES sublayer and the reduction of internal concentration polarization (ICP).

    Keywords: forward osmosis, polyethersulfone polymeric membrane, hydrophilicity, porosity, SiO2, ZIF-8 nanoparticle
  • Maryam Khaghanipour, Ali Salimi * Pages 43-54

    Hypothesis: 

    Adhesives and sealants based on modified silane polymer (MS polymer) are increasingly gaining market share in adhesive and sealant market place due to their desirable performance in various applications.

    Methods

    In order to find the most optimal adhesive processing parameters, different stages of aluminum surface treatment in three stages were investigated, including the surface degreasing, sanding and priming. In this manner, the performance of four different types of degreasing agents and two kinds of silane-based primers were investigated individually. The optimum bond line thickness was also determined through adhesive joint shear strength. The effect of different degreasing agents and silane-based primers were evaluated through lap-shear strength. The effect of adhesive layer thickness was studied through lap-shear strength and cleavage strength tests.

    Findings

    Optimum bond line thickness was determined at 0.5 mm based on the results of the adhesive shear strength, whereas the results of the fracture toughness indicated 1.25 mm as the optimum adhesive layer thickness. The lower adhesive strength in thicker bond lines may well be due to the possible formation of air traps and lower constrained effect of the substrate. Therefore, the least requirements for aluminum surface treatment was surface degreasing followed by sanding which results in a transition from adhesive fracture mode to cohesive fracture. The use of two kinds of silane-based primers containing the amine group, triethoxy silylpropylamine (APS) and the other with epoxy group, glycidoxypropyl trimethoxysilane (GPS) was more efficient in improving joint durability even after 2500 h cyclic aging with the more pronounced results for the APS.

    Keywords: adhesive, modified silane polymer, joint strength, surface treatment, bond line thickness
  • Pedram Manafi *, Hossein Nazockdast, Sepideh Gomari, MohammadReza Manafi, Sara Sedighi, Luca Bertoli, Luca Magagnin Pages 55-69

    Hypothesis:

     In recent years, gel polymer electrolytes (quasi-solid state electrolytes) have attracted great attention as a suitable substitute for liquid electrolytes. On the other hand, ionic liquids could dramatically enhance the ionic conductivity of electrolytes. In this work, gel polymer electrolytes based on poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVDF-HFP)/poly(ethylene oxide) (PEO) blends (for application in dye-sensitized solar cells (DSSCs)) and imidazolium-based ionic liquids were prepared. It is supposed that blending these two polymers could reduce the degree of crystallization and increase the porosity of the electrolyte blend to yield a higher electrolyte uptake and ionic conductivity.   

    Methods

    Polymer blend electrolytes were prepared in different blend ratios and in the presence of either one of the ionic liquids including BMII or BMIMBF4 through phase inversion method and their properties were investigated by differential scanning calorimetry (DSC), mercury porosimetry, electrolyte uptake, and morphology to optimize the blend ratio.  

    Findings

    It was found that the blend ratio of 60/40 (w/w) PVDF-HFP/PEO has the highest porosity and electrolyte uptake. Crystallization investigations by DSC showed that there is a direct relationship between the decrease of crystallinity of two polymers and the increment of electrolyte ionic conductivity. Electrolyte uptake gradually increased with increasing PEO component concentration up to 40 wt%, and reached a maximum of 98.49% and 89.48% for BMIMBF4 and BMII, respectively. Beyond this concentration, a decrease in electrolyte uptake was seen, which is an undesirable feature for the produced samples. In this blend ratio ionic conductivity was measured as 2.07 mS/cm and 1.78 mS/cm for PVDF-HFP/PEO/BMIMBF4 and PVDF-HFP/PEO/BMII electrolytes, respectively.

    Keywords: gel polymer electrolyte, polymer blend, ionic liquids, ionic conductivity, electrochemical propertie
  • Hanieh Daneshian, Mahdi Entezam, Navid Nasisrizadeh Pages 69-80

    Hypothesis: 

    Loading of herbal drug within the polymer hydrogel matrix significantly improves its performance as wound dressing. In this way, the drug amount loaded into the hydrogel plays a key role and can influence the physicomechanical properties, drug release behavior, and cell proliferation of hydrogel.

    Methods

    Hydrogels based on poly(vinyl alcohol) (PVA)/agar/poly(ethylene glycol) (PEG) containing various amounts (0, 0.2, 0.5, 1 and 2% by wt) of aloe vera were prepared by electron beam irradiation method at a dose of 25 kGy and keeping their water solution under the ambient atmosphere. The effect of aloe vera amount on the gel content, equilibrium swelling degree, dehydration and tensile mechanical properties of hydrogel along with aloe vera release behavior from the hydrogel and fibroblast cell proliferation was investigated.

    Findings

    The results obtained from the measurements indicated that with increasing aloe vera content from 0.2 wt% to 1 wt%, the gel content decreased from 55 to 47%, and the swelling degree increased from 195 to 294%. Unexpectedly, the incorporation of aloe vera to 1 wt% into the hydrogel enhanced its tensile strength by 30%, and its elongation-at-break by 119%. The dehydration phenomenon of the hydrogel was notably accelerated in the presence of aloe vera. The release kinetics of aloe vera from the hydrogel showed linear behavior and the highest release rate and amount (about 70%) was obtained for the hydrogel containing 1 wt% aloe vera. The proliferation of fibroblast cells was also the most for the hydrogel with 1 wt% aloe vera. Finally, based on the results of studies, the optimal amount of aloe vera in hydrogel was determined to be 1 wt%.

    Keywords: Hydrogel, poly(vinyl alcohol), aloe vera, physicomechanical properties, cell proliferation
  • Parsa Dadashi, Amir Babaei *, Amir Rostami Pages 81-92

    Hypothesis:

     Palierne emulsion model is usually used to investigate the rheology-morphology correlation for immiscible polymer blends by droplet-matrix morphology. The Palierne model describes the linear viscoelastic behavior of emulsions and suspensions properly only when the dispersed phase volume fraction is not high. In the case of nanocomposites, the Palierne model cannot predict the experimental data due to the interactions between the nanoparticles. Therefore, researchers modified Palierne emulsion model by considering the shear amplification rate effect and stress amplification rate effect for nanocomposites. However, modified Palierne models could not predict the complex modulus of binary polymeric blends containing nanoparticles due to the complexity of these systems.

    Methods

    A new model is proposed using a suitable combinative method to predict the complex modulus of binary polymer blends with nanoparticles localized in the droplets phase. The proposed model considers particle-particle interaction, polymer-particle interaction and droplets crowding effect. On the other hand, for the validation of the proposed model, a poly(styrene)/poly(methyl methacrylate) polymer blend was prepared in the presence of 1 wt% CNT by melt mixing method.

    Findings

    The morphology was characterized as dispersed PS droplets within the PMMA matrix, and the transmission electron microscopy results indicated that the CNT was localized in the droplet phase. The validation results of the proposed model were more consistent with the experimental data compared to other modified Palierne models, and the parameters obtained from the proposed model provided more details on viscoelastic properties such as droplet phase-nanoparticles interfacial tension, disperse droplets crowding effect, nanoparticles amplification rate, and nanocomposite interfacial tension.

    Keywords: palierne emulsion model, shear amplification rate, stress amplification rate, polymer immiscible blend, morphology