فهرست مطالب

علوم و تکنولوژی پلیمر - سال سی و پنجم شماره 1 (پیاپی 177، فروردین و اردیبهشت 1401)

دو ماهنامه علوم و تکنولوژی پلیمر
سال سی و پنجم شماره 1 (پیاپی 177، فروردین و اردیبهشت 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/04/20
  • تعداد عناوین: 6
|
  • عباس محمدی*، مهتاب اسلامیه صفحات 3-23

    امروزه شیوع عفونت های باکتریایی و خسارات جانی و مالی ناشی از آن سبب شده است، دانشمندان همواره در پی یافتن راهکارهایی برای توسعه دانش در مهار این میکروارگانیسم های بیماری زا باشند. چسبندگی باکتری ها و رشد آن ها روی سطوح مختلف سبب ایجاد تجمع این میکروارگانیسم ها و تشکیل زیست فیلم می شود. این میکروکلونی های تشکیل شده امکان رشد دارند و می توانند با جداشدن سطوح سبب گسترش عفونت شوند. بنابراین، بهترین راه برای جلوگیری از گسترش عفونت و بیماری ها، جلوگیری از تشکیل زیست فیلم با استفاده از سطوح ضدمیکروب است. یکی از مهم ترین ابزارهای معرفی شده در این زمینه استفاده از پوشش های پلیمری ضدباکتری است. در میان پلیمرها، پلی یورتان ها به دلیل داشتن خواص منحصر به فرد از جمله، زیست سازگاری، امکان استفاده از مواد اولیه گوناگون و کنترل پذیری خواص مورد توجه فراوانی در این زمینه قرار گرفته اند. در سا ل های اخیر، پلی یورتان های آب پایه به دلیل کاهش استفاده از ترکیبات آلی فرار (VOC)، ساخت راحت، گران روی کم، امکان افشاندن ، چسبندگی زیاد به سطوح مختلف، مقاومت سایشی زیاد، قابلیت پراکنش انواع افزودنی ها و تشکیل سریع فیلم در زمینه های زیست پزشکی نظیر پوشش های ضدباکتری، زخم پوش ها و محصولات زیستی بسیار مطالعات شده اند. در این مقاله مروری، ابتدا انواع روش های تهیه پوشش های پلیمری ضدباکتری تشریح می شوند که شامل استفاده از نانوساختارها، آمیخه سازی با پلیمرهای ضدباکتری و استفاده از مونومرهای ضدباکتری هستند. سپس، پلی یورتان ها و پلی یورتان های آب پایه معرفی می شوند. در ادامه، مطالعات انجام شده در زمینه تهیه پلی یورتان های آب پایه ضدباکتری با استفاده از راهکار هایی مانند افزودن نانوساختارها، آمیخته سازی با پلیمرهای ضدباکتری، بارگذاری دارو، استفاده از مونومرهای ضدباکتری و اصلاح سطح پلیمر مرور می شوند. محصولات تهیه شده طی این مطالعات برای کاربردهای گوناگونی نظیر پوشش دهی تجهیزات پزشکی، زخم پوش ها و صنایع بسته بندی پیشنهاد شده اند.

    کلیدواژگان: پلی یورتان های آب پایه، پوشش های ضدباکتری، میکروارگانیسم، سنتز، کاربرد
  • عادله انوسالار، غلامرضا باکری*، عبدالرئوف صمدی میبدی، معصومه هزارجریبی صفحات 25-38

    فرضیه:

    غشاهای فراصافشی با جداسازی ترکیبات و مواد با وزن مولکولی زیاد، نقش مهمی در فرایندهای شیمیایی دارند ،اما یکی از معایب این فرایند، جرم گرفتگی غشایی است و در مواردی که خوراک ورودی بستر مناسبی برای رشد میکروارگانیسم ها باشد، جرم گرفتگی زیستی نیز باعث کاهش بازده فرایند می شود. برای رفع جرم گرفتگی زیستی، روش های متعددی پیشنهاد شده است که یکی از کارآمدترین روش ها، استفاده از غشاهای دارای نانوذرات است.

    روش ها:

    در این پژوهش، از نانوذرات روی اکسید، مس اکسید و نانوکامپوزیت روی اکسید-مس اکسید (ZnO/CuO) با سه غلظت 1، 3 و %5 وزنی در غشای بر پایه پلی (وینیل کلرید) (PVC) برای بهبود خواص ضدمیکروبی استفاده شده است. ابتدا نانوذرات با روش هم رسوبی سنتز و خواص آن ها با آزمون های XRD و FTIR، ارزیابی شد. در ادامه، غشاهای ماتریس ترکیبی تهیه شده و خواص آن ها از نظر شار تراوش (عبوردهی)، تخلخل و زاویه تماس بررسی شد.

    یافته ها:

    برای بررسی خواص ضدمیکروبی غشاها، از آزمون میکروبی هاله عدم رشد در برابر باکتری گرم منفی اشرشیا کلی استفاده شد که در بین غشاهای تهیه شده، غشای دارای %5 وزنی نانوذره ZnO با قطر هاله 9mm و غشاهای دارای %3 وزنی نانوذره ZnO  و %5 وزنی CuO با قطر هاله 8.1mm  بیشترین خاصیت ضدمیکروبی را نشان دادند. بررسی ها نشان داده است، نانوذرات سنتزی قابلیت ارتقای خواص غشاهای PVC نظیر مقدار آب دوستی (کاهش زاویه تماس از °28/86 به °55/67) و نیز ایجاد خاصیت ضدمیکروبی را در غشاها داشته است. از این روش می توان برای کاهش جرم گرفتگی زیستی غشاها در فرایندهای جداسازی استفاده کرد.

    کلیدواژگان: غشای فراصافشی، خاصیت ضدمیکروبی، نانوذره روی اکسید، نانوذره مس اکسید، نانوکامپوزیت روی اکسید، مس اکسید
  • پریسا محمدزاده پاکدل، سید جمال الدین پیغمبردوست*، ناصر ارسلانی، حسن اقدسی نیا صفحات 39-51

    فرضیه : وجود رنگزا ها در منابع آبی به دلیل پایداری گرمایی و شیمیایی زیاد در برابر تخریب با نور، گرما و اکسنده های طبیعی چالش هایی را برای دانشمندان محیط زیست ایجاد کرده است. وجود رنگزا ها در منابع آبی نه تنها به کاهش نفوذ نور خورشید به آب منجر شده بلکه سلامت انسان و موجودات زنده را نیز به خطر انداخته است. در این راستا، هیدروژل ها جاذب های موثری برای حذف رنگزا ها هستند. در این پژوهش، از نانوذرات دوده به منظور بهبود عملکرد حذف رنگزای فوشین با هیدروژل کربوکسی متیل سلولوز پیوندی با کوپلیمر آکریلیک اسید و ایتاکونیک اسید استفاده شده است.روش ها: هیدروژل های کوپلیمری و نانوکامپوزیتی با روش پلیمرشدن رادیکال آزاد سنتز شدند. بررسی عملکرد جذب آن ها در شرایط عملیاتی مختلف به طور ناپیوسته انجام شد. به منظور شناسایی جاذب های سنتزشده از آزمون های طیف نمایی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، پراش پرتو X و میکروسکوپی الکترونی پویشی مجهز به باشنده انرژی پرتو X استفاده شد.یافته ها: مقدار بیشینه بازده حذف هیدروژل نانوکامپوزیتی دارای %5 وزنی نانوذرات دوده در شرایط عملیاتی pH برابر 7، دز جاذب  1g/L، غلظت اولیه10mg/L و زمان تماس 60min ، %76/98 به دست آمد. بررسی سینتیکی فرایند جذب سطحی نشان داد، داده های آزمایشگاهی از مدل شبه درجه دوم پیروی می کند. بررسی داده های تعادلی نشان داد، مدل Langmuir مناسب ترین مدل برای برازش داده هاست. بیشترین مقدار ظرفیت جذب برای هیدروژل کوپلیمری و نانوکامپوزیتی به ترتیب 6036/31 و  75247/33mg/g به دست آمد که موثربودن افزودن نانوذرات دوده در بهبود عملکرد هیدروژل در حذف رنگزای کاتیونی فوشین را نشان می دهد. در نهایت می توان نتیجه گرفت، جاذب های سنتزشده قابلیت زیادی در حذف رنگزای فوشین دارند.

    کلیدواژگان: هیدروژل نانوکامپوزیتی، کوپلیمر پیوندی، دوده کربنی، جذب سطحی، رنگزای فوشین
  • رضا ثقفی*، مهدی حاتمی، علیرضا یوسفی، ویدا سعدی، محمدرضا یزدان پناه صفحات 53-67

    فرضیه:

    خالص سازی خون فرایندی است که در آن دیالیز کننده برای پاک سازی خون از مواد زاید مانند اوره به کار گرفته می شود. برای ساخت دیالیز کننده های خالص ساز خون اغلب از غشاهای بشرساخته استفاده می شود. بیشتر این پلیمرها سازگاری خوبی با خون ندارند. پوشش دهی با پلیمرهای آب دوست روش بسیار ساده و موثری است که برای افزایش خواص آب دوستی و زیست سازگاری به کار گرفته می شود. پلی دوپامین یکی از پلیمرهای زیست سازگار با گروه های عاملی کاتکولی است که تاکنون با توجه به خواص آب دوستی زیاد و چسپندگی مناسب برای پوشش دهی غشاها مورد توجه قرار گرفته است. 

    روش ها:

    در این پژوهش، برای اولین بار سطح داخلی غشاهای الیاف توخالی پوشش دهی شد. پوشش دهی غشای پلی سولفون با تزریق محلول پلی دوپامین انجام شد. خواص ساختاری و تراوایی غشای عمل آوری شده با این روش با غشای عمل آوری نشده و  غشایی که سطح بیرونی آن با محلول پلی دوپامین پوشش دهی شده مقایسه شد. 

    یافته ها:

    تغییر معنی داری در تراوایی هیدرولیکی و اندازه منافذ غشاهای الیاف توخالی پس از عمل آوری های انجام شده با سطح اطمینان %95 دیده نشد. همچنین مطالعات با روش های میکروسکوپی الکترونی پویشی و طیف نمایی پراش انرژی پرتو X روی سطح مقطع الیاف توخالی پیش و پس از عمل آوری انجام شد. نتایج طیف نمایی پراش انرژی پرتو X نشان می دهد، مقدار عنصر اکسیژن سطح درونی الیاف توخالی که در عمل آوری های داخلی قرار گرفته به طور محسوسی افزایش یافته است. بررسی آماری نتایج استحکام غشاهای عمل آوری شده نشان می دهد، استحکام غشای عمل آوری شده با روش تزریقی در مقایسه با غشای عمل آوری نشده و عمل آوری شده در سطح بیرونی، افزایش معنی دار را با سطح اطمینان %95 نشان می دهد.

    کلیدواژگان: همودیالیز، پلی دوپامین، پلی سولفون، لیف توخالی، ترزیق
  • میر حمیدرضا قریشی*، فرود عباسی سورکی صفحات 69-82

    فرضیه:

    هدف این مطالعه ارایه مدلی اصلاح شده برای پیش بینی پدیده نرم شدگی تنش (اثر Mullins) در آمیزه های لاستیکی پرشده با دوده است. معادله جدیدی برای محاسبه متغیر تخریب در مدل نرم شدگی Ogden-Roxburgh که بر پایه یک معادله سینتیکی قرار داشته و پارامترهای آن وابسته به کرنش اصلی اول هستند، پیشنهاد و راستی آزمایی تجربی شد. که بر پایه معادله سینتیکی قرار داشته و پارامترهای آن وابسته به کرنش اصلی اول هستند.

    روش ها:

    چهارآمیزه لاستیکی بر پایه کایوچوهای S-SBR و E-SBR که با دو مقدار مختلف دوده (40 و 60phr) تقویت شده بودند، ساخته و به شکل ورقه های لاستیکی پخت شدند. نمونه های دمبلی شکل از روی ورقه ها تهیه و در سه چرخه آزمون کششی رفت و برگشتی با سرعت 500mm/min قرار گرفتند. مقدار کشیدگی به نحوی اعمال شد که در هر چرخه مقدار کرنش نهایی نسبت به چرخه قبل افزایش یافت. همچنین آزمون تراکم پذیری به منظورتعیین مدول توده لاستیک و نسبت پوآسون روی نمونه ها انجام شد. سپس، مدل اجزای محدود دو آزمون یادشده ساخته شد. برای رفتارهای ابرکشسان از مدل Yeoh و نرم شدگی تنش از مدل جدید پیشنهادی استفاده شد که به صورت زیربرنامه رایانه ای به نرم افزار Abaqusاضافه شده بود. به کمک نرم افزارIsight یک الگوریتم چرخه ای بهینه سازی طراحی و پارامترهای مدل برای آمیزه های نام برده به دست آمدند.

    یافته ها:

    بررسی نمودار های نیرو برحسب زمان و نیرو برحسب تغییرشکل و نیز مقایسه بین مقدار خطای به دست آمده در مرحله بهینه سازی  بین داده های تجربی و پیش بینی شده به کمک مدل جدید با مدل کلاسیک Ogden-Roxburgh نشان دهنده آن است که مدل پیشنهادی قابلیت بسیار خوب و دقت بیشتری در پیش بینی رفتار نرم شدگی تنش دارد. با مقایسه نسبت خطاها مشخص شد، مدل جدید از لحاظ کمی به طور متوسط %38 دقت بیشتری دارد. افزون بر این، ارتباط معنادار خوبی بین مقادیر عددی پارامترهای به دست آمده با گونه های کایوچو و مقادیر پرکننده وجود دارد.

    کلیدواژگان: لاستیک، مدل سازی، نرم شدگی تنش، اثر مولینز، روش المان محدود
  • طاهر ازدست*، سعید کریم زاده، رزگار حسن زاده، میلاد مرادیان، علی دنیوی، حمیدرضا اکرمی صفحات 83-92

    فرضیه :

    اسفنج های پلیمری به دلیل داشتن ساختار سلولی و متخلخل خواص منحصر به فردی دارند و این خواص امروزه توجه ویژه ای را در جوامع علمی و صنعتی جلب کرده است. تغییرات در ساختار سلولی اسفنج ها از جمله نسبت انبساط، چگالی سلول و اندازه سلول باعث تغییر در خواص نهایی آن ها می شود. بدین دلیل، مطالعه اثر پارامترهای فرایندی بر ساختار سلولی اسفنج‎ های پلیمری ضروری به نظر می رسد. از سوی دیگر، روش قالب گیری چرخشی به دلیل قابلیت زیاد در تولید قطعه های بزرگ توخالی با شکل های پیچیده در مقایسه با سایر روش های فرایندی به سرعت در حال توسعه است. پارامترهای فرایندی مختلفی بر خواص ساختاری اسفنج های پلیمری اثرگذارند. استفاده از عوامل هسته زا به عنوان پارامتر موادی می تواند به طور موثری بر خواص ساختاری اسفنج های پلیمری در روش های  فرآوری مختلف اثرگذار باشد.روش ها: بر همین اساس، در پژوهش حاضر اثر افزودن دو نوع عامل هسته زا شامل میکروذرات تالک و نانوذرات رس با اندازه های متفاوت بر خواص ساختاری اسفنج های پلی اتیلن تولیدشده با روش قالب گیری چرخشی بررسی شده است. از آزودی کربن آمید به عنوان عامل پف زا استفاده شد. %1 وزنی از میکروذرات تالک و نانوذرات رس به پلی اتیلن اضافه شده و سپس در فرایند قالب گیری چرخشی اسفنج شدند. خواص اسفنج شامل چگالی سلول، اندازه سلول و نسبت انبساط به عنوان خواص ساختاری بررسی شدند.

    یافته ها:

    نتایج نشان داد، میکروذرات تالک نسبت به نانوذرات رس اثر بیشتری بر افزایش چگالی سلول و کاهش اندازه سلول دارند. چگالی سلول اسفنج های پلی اتیلن با افزودن %1 وزنی نانورس و میکروتالک به ترتیب به مقدار 89 و %96 افزایش یافت. همچنین کاهشی به مقدار 17.5 و 20 در اندازه سلول اسفنج های پلی اتیلن به ترتیب با اضافه کردن %1 وزنی نانورس و میکروتالک مشاهده شد.

    کلیدواژگان: قالب گیری دورانی، فوم، تالک، نانورس، خواص ساختاری
|
  • Abbas Mohammadi *, Mahtab Eslamiyeh Pages 3-23

    Today, the prevalence of bacterial infections and their resulting human and financial losses has led scientists constantly to seek solutions to develop knowledge in controlling these pathogenic microorganisms. Bacterial adhesion and their growth on different surfaces cause the accumulation of these microorganisms and the formation of biofilms. These developed microcolonies can grow and detach from the surface and spread infections. Therefore, the best way to prevent spreading the infections and diseases is to prevent the formation of biofilms using antimicrobial surfaces. In this regard, one of the most important tools introduced is the use of antibacterial polymer coatings. Polyurethanes have received much attention due to their unique properties such as biocompatibility, the possibility of using various raw materials, and controllable properties. In recent years, waterborne polyurethanes have been extensively studied due to less frequent use of volatile organic compounds (VOCs) in their preparations, easy fabrication, low viscosity, the possibility of spraying, high adhesion to different surfaces, high abrasion resistance, ability to disperse a variety of additives, and rapid film formation in biomedical fields such as antibacterial coatings, wound dressings, and biological products. In this review article, first, the various methods of preparing antibacterial polymer coatings are described. These methods include the use of nanostructures, combined with antibacterial polymers, and the use of antibacterial monomers. As a result, polyurethanes and waterborne polyurethanes have been developed. The following is a review of studies on the preparation of antibacterial waterborne polyurethanes using different strategies such as the addition of nanostructures, blending with antibacterial polymers, drug loading, the use of antibacterial monomers, and polymer surface modification. The products developed during these studies have been proposed for a variety of applications such as medical equipment coating, wound dressings and packaging industry.

    Keywords: Waterborne polyurethanes, Antibacterial coatings, Microorganisms, synthesis, application
  • Adelee Anvarsalar, Gholamreza Bakeri *, Abdolraouf Samadi Maybodi, Masoumeh Hezarjaribi Pages 25-38

    Hypothesis:

    Ultrafiltration (UF) membranes play a vital role in chemical processes through the separation of high molecular weight compounds, but suffer from a fouling phenomenon in which materials precipitate or adhere on the membrane surface; since the UF membrane feed is susceptible to the growth of microorganisms, biofouling can occur more often, which reduces the membrane performance. Some methods have been suggested to overcome the biofouling phenomenon which one of the best methods is the application of nanoparticles in the membrane.

    Methods

    ZnO and CuO nanoparticles and ZnO/CuO nanocomposite at three different concentrations (1, 3 and 5% by weights) were used to improve the antibacterial properties of PVC membrane. First, nanoparticles were synthesized through co-precipitation method and characterized by XRD and FTIR analyses. Then, the mixed matrix membranes were prepared and their properties were investigated in terms of permeation flux, porosity and contact angle. 

    Findings

    To study the antibacterial properties of the fabricated membranes, the disk diffusion method using Escherichia coli as gram-negative model was applied. The membrane containing 5% (by weight) ZnO with clear zone diameter equal to 9 mm and the membranes containing 3% (by weight) ZnO and 5% (by weight) CuO with clear zone diameter equal to 8.1 mm showed the best antibacterial activities. The results showed that the synthesized nanoparticles can improve the characteristics of the PVC membranes such as hydrophilicity (reducing contact angle from 86.28° to 67.55°) and impart antibacterial activities in the membranes. This method can be utilized to reduce the biofouling of membranes in the separation processes.

    Keywords: Ultrafiltration membrane, antibacterial property, zinc oxide nanoparticle, copper oxide nanoparticle, zinc oxide, copper oxide nanocomposite
  • Parisa Mohammadzadeh Pakdel, Seyed Jamaleddin Peighambardoust *, Naser Arsalani, Hassan Aghdasinia Pages 39-51

    Hypothesis:

    The presence of dyes in water sources has posed challenges for environmental scientists due to their high thermal and chemical stability against degradation by light, heat, and natural oxidants. The presence of dyes in water sources has not only reduced the penetration of sunlight into the water but also endangered the health of humans and living organisms. In this regard, hydrogels are effective adsorbents for the removal of dyes. In this study, carbon black nanoparticles were used to improve the removal performance of fuchsin dye by carboxymethyl cellulose grafted acrylic acid and itaconic acid copolymers hydrogel (carboxymethyl cellulose-g-poly(acrylic acid-co-itaconic acid)/carbon black nanocomposite).

    Methods

    Copolymer and nanocomposite hydrogels were synthesized by free radical polymerization method. The performance of their adsorption in different operating conditions was investigated in batch mode. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffractometry (XRD) and scanning electron microscopy equipped X-ray energy dispersive (SEM-EDS) were used to identify synthesized adsorbents.

    Findings

    The maximum removal efficiency of nanocomposite containing 5% (by weight) of nanoparticles in operating conditions of pH 7, adsorbent dose 1 g/L, initial concentration 10 mg/L and contact time 60 min was 98.76%. Kinetic analysis showed that the experimental data followed a pseudo-second-order model. Examination of the equilibrium data showed that the Langmuir model is the most suitable model for fitting the data. The maximum adsorption capacity for copolymer and nanocomposite hydrogels was 31.6036 and 33.75247 mg/g, respectively, showing the effectiveness of the addition of nanoparticles in improving the performance of the hydrogel for the removal of fuchsin dye. Finally, it can be concluded that the synthesized adsorbents have a high potential for the remediation of fuchsin dye.

    Keywords: Nanocomposite hydrogels, grafted copolymers, carbon black, adsorption, fuchsin dye
  • Reza Saghafi *, Mehdi Hatami, Ali Reza Yousefi, Vida Sadi, Mohammadreza Yazdanpanah Pages 53-67

    Hypothesis:

    Hemodialysis is a procedure in which a dialyzer is used to clean the blood from waste products such as urea. Man-made membranes are often used to make hemodialysis dialyzers. Most of the employed polymers are not well compatible with blood. Coating method with hydrophilic polymers is a very simple and effective method that is used to improve the hydrophilic and biocompatible properties of produced membranes. Polydopamine is one of the hydrophilic polymers that has been considered for its high hydrophilic properties and good adhesion to cover membranes.

    Methods

    The coating of the inner surface of hollow fiber membranes was applied for the first time. The polysulfone membrane was coated with polydopamine solution, injected at specified time and pressure. The structural and permeability properties of the membrane treated by this technique were compared with the untreated membrane and the membrane whose outer surface was coated with polydopamine solution.

    Findings

     No statistically significant change in hydraulic permeability and pore size of hollow fiber membranes was observed after treatment at 95% confidence level. Also, studies were performed by scanning electron microscopy and X-ray energy diffraction spectroscopy techniques on the cross-sectional area of hollow fibers before and after treatments. The results of X-ray energy diffraction spectroscopy technique showed that the amount of elemental oxygen on the inner surface of hollow fibers that were internally coated with polydopamine has significantly increased. The mechanical properties of hollow fiber membranes were also evaluated. The statistical analysis of the treated and untreated membranes showed that the strength of the membrane treated by injection technique in comparison with untreated and external surface treated membranes has significantly increased at 95% confidence level.

    Keywords: Hemodialysis, Polydopamine, polysulfone, hollow fiber, injection
  • Mir Hamid Reza Ghoreishy *, Foroud Abbassi-Sourki Pages 69-82

    Hypothesis:

    The aim of this study was to propose a modified model for the prediction of a stress softening behavior (Mullins effect) in carbon black filled rubber compounds. A new equation was suggested for the calculation of the damage variable in the classical Ogden-Roxburgh model based on a previously developed kinetic equation. The parameters of the new model were assumed dependent on the first principal strain. The developed model was verified by comparison of the model predictions with experimental data

    Methods

    Four rubber compounds based on S-SBR and E-SBR reinforced by 40 and 60 phr carbon blacks were prepared and cured into rubber sheets. The rubber test specimens (ASTM D412 C) were cut and subjected to cyclic tensile tests at an extension rate of 500 mm/min. In order to show the stress softening behavior, three cycles were selected in a way that the maximum stretch at each cycle was increased consecutively. The volumetric tests were also carried out to determine the bulk modulus and Poisson's ratio. The finite element models of the mentioned tests were created for Abaqus code. The new model was implemented into Abaqus through a user-defined subroutine developed specifically for this research. An optimization algorithm developed in Isight code was employed to determine the parameters of themodel for the prepared compounds

    Findings

    Comparing the predicted force versus time and force versus displacement with their corresponding experimentally measured data and goodness of fitting for new model and classical Ogden-Roxburgh model revealed that the developed model has higher capability and accuracy in prediction of the mechanical behavior of the rubber compounds. Comparing the ratio of the computed errors between two models showed that the new model has higher accuracy with an average of 38%. Moreover it is found that there are good correlations between variation of the model parameters with rubber grades and filler contents.

    Keywords: rubber, modeling, Stress softening, Mullins effect, finite element method
  • Taher Azdast *, Saeed Karimzadeh, Rezgar Hasanzadeh, Milad Moradian, Ali Doniavi, Hamidreza Akrami Pages 83-92

    Hypothesis:

    Polymeric foams have fascinating specific properties due to their cellular and porous structure and these properties have attracted much attention in industrial and scientific societies nowadays. The variations in cellular structure of polymeric foams including expansion ratio, cell density, and cell size may affect their final properties. For this reason, it seems necessary to study the effect of process parameters on the cellular structure of polymeric foams. On the other hand, the rotational molding method is developing rapidly compared to other processing methods due to its ability to fabricate large complex hollow parts Different process parameters can affect the structural properties of polymeric foams Utilizing nucleation agents as a material parameter improves the structural properties of polymeric foams significantly in different processing methods.

    Methods

    The effect of adding two types of nucleating agents including talc microparticles and clay nanoparticles in different sizes on the structural properties of polyethylene foams made by rotational molding process was investigated Azodicarbonamide was used as the chemical blowing agent. Talc microparticles (1% by weight) and clay nanoparticles were added to polyethylene and foamed using rotational molding process. Cell density, cell size, and expansion ratio were investigated as structural properties.

    Findings

    The findings revealed that the effect of talc microparticles on increasing cell density and decreasing cell size was more significant than the effect of clay nanoparticles. Cell density of polyethylene foam was improved by 96% and 89% by adding 1% (by weight) of talc microparticles and clay nanoparticles, respectively. A 20% and 17.5% decrease in the cell size of polyethylene foam was also observed with the addition of 1% (by weight) of talc microparticles and clay nanoparticles respectively.

    Keywords: Rotational molding, foam, Talc, Nano clay, Structural properties