فهرست مطالب

نشریه پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر
سال هفتم شماره 1 (پیاپی 23، بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/09/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • پریا ترکمان، رامین کریم زاده*، آرزو جعفری صفحات 3-15

    موضوع تحقیق:

     روش گرمایش الکترومغناطیس یکی از روش های نوین ارتقا و ازدیاد برداشت نفت سنگین است. در این روش انرژی امواج الکترومغناطیس صرف افزایش دما، شکست ترکیبات سنگین، کاهش گرانروی، ارتقا و ازدیاد برداشت نفت خواهد شد.

    روش تحقیق: 

    در این پژوهش نانو ذرات اکسید آهن مغناطیسی (Fe3O4) به روش هم رسوبی سنتزشده و کارایی این نانو ذرات در فرآیند گرمایش الکترومغناطیس و ارتقا موردبررسی قرار گرفت. همچنین مقایسه ای بین اثر این نانو ذرات در فرآیند گرمایش الکترومغناطیس و کربن فعال صورت گرفت. در این فرآیند نمونه های نفت خام حاوی 1/0 درصد نانو ذرات Fe3O4 و یا کربن فعال، در بازه زمانی صفر تا 8 دقیقه تحت تابش امواج ماکروویو (فرکانس 54/2 گیگاهرتز و توان 400 وات) قرارگرفته و تغییرات دما و گرانروی نمونه ها موردبررسی قرار گرفت.

    نتایج تحقیق: 

    نتایج نشان داد تابش امواج الکترومغناطیس (ماکروویو) سبب افزایش دمای نمونه ها خواهد شد. دمای نمونه نفت خام، نفت خام به همراه 0.1 درصد کربن فعال، نفت خام به همراه 0.1 درصد نانو ذرات Fe3O4 تحت تابش امواج به مدت 8 دقیقه به ترتیب از دمای محیط تا 70، 82 و C°90 افزایش یافت. همچنین در شرایطی که نمونه ها به مدت 4 دقیقه تحت تابش امواج بودند، بیشترین کاهش گرانروی گزارش شد. گرانروی نمونه نفت خام  (قبل از فرآیند)، نفت خام به همراه کربن فعال و نفت خام به همراه نانو ذرات Fe3O4 تحت تابش امواج به مدت 4 دقیقه به ترتیب از mP.a 295 تا 261، 254 و mP.a 223 کاهش یافت. به عبارتی گرانروی نمونه ها تحت تابش امواج به مدت 4 دقیقه برای نمونه نفت خام، نفت خام به همراه کربن فعال، نفت خام به همراه نانو ذرات Fe3O4 به ترتیب 5/11، 9/13و 4/24 درصد کاهش داشته و نانو ذرات Fe3O4 بیشترین کارایی را در افزایش دما و کاهش گرانروی داشتند.

    کلیدواژگان: نانوذرات Fe3O4، کربن فعال، امواج الکترومغناطیس، سنتز، ویسکوزیته
  • علی عیسی پور، عباس کبریت چی* صفحات 17-31

    موضوع تحقیق: 

    سیستم بایندر برپایه پلی بوتادین خاتمه یافته با گروه هیدروکسیل (HTPB)، شامل دی اکتیل سباسات به عنوان نرم کننده (DOS) و تولوین دی ایزوسیانات به عنوان عامل پخت می باشد. واکنش بین گروه هیدروکسیل رزین HTPB با گروه ایزوسیانات عامل پخت تولید شبکه پلی یورتانی می کند تا منجر به تولید یک لاستیک با خواص مطلوب شود. در این کار پژوهشی بررسی خواص ریولوژیکی و مکانیسمی سیستم بایندر در حضور سه ماده شیمیایی به عنوان تاخیرانداز پلیمریزاسیون تشکیل پلی یورتان شامل اگزالیک اسید، مالییک اسید و تتراسایکلین انجام و خواص فیزیکی آنها بررسی و مقایسه شد.

    روش تحقیق:

     اگزالیک اسید، مالییک اسید و تتراسایکلین با مکانیسم های ویژه ای خواص سیستم بایندر را تغییر می دهند. اگزالیک اسید و مالییک اسید در واکنش با گروه ایزوسیانات عامل پخت تولید آمید کرده و گرانروی سیستم بایندر را کاهش می دهند. تتراسایکلین نیز با توجه به ساختار شیمیایی خود، با عامل پخت وارد واکنش شده و از پیشرفت واکنش اصلی که بین رزین HTPB و عامل پخت TDI است، جلوگیری کرده و در نتیجه باعث کاهش گرانروی می شود. همچنین برای بررسی مکانیسم عملکردی این ترکیبات از طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FT-IR) استفاده شد. در این طیف سنجی شدت طیف های مربوط به هر نمونه با یکدیگر مقایسه و نوع عملکرد و مکانیسم هر کدام از تاخیراندازهای اگزالیک، مالییک اسید و تتراسایکلین مشخص شد. خواص سختی و تورم نیز برای نمونه ها اندازه گیری و مقایسه شد.

    نتایج اصلی: 

    نوع ساختار محصول واکنش بین رزین HTPB و تاخیراندازهای اگزالیک اسید، مالییک اسید و تتراسایکلین با عامل پخت توسط FT-IR مشخص و تایید شد. بررسی طیف های FT-IR درجا نشان داد شدت پیک ایزوسیانات بعد از گذشت 60/90 دقیقه کاهش پیدا می کند. بررسی رفتار شیمی ریولوژیکی نشان داد که به طورکلی در غلظت 05/0% بهترین عملکرد از تاخیراندازها مشاهده می شود و در بین این سه؛ به ترتیب تتراسایکلین با حدود 54%، اگزالیک اسید با حدود 48% و مالییک اسید با حدود 47% بیشترین میزان کاهش در افزایش ویسکوزیته را داشته است. افزودن 05/0% از تتراسایکلین به سیستم بایندر احتمالا به علت درگیری بیشتر با عامل پخت منجر به کاهش حدود 20% دانسیته اتصالات عرضی شده که نشان دهنده عملکرد بهتر این ماده به عنوان تاخیرانداز واکنش می باشد.

    کلیدواژگان: تاخیرانداز پلیمریزاسیون، گرانروی، تاخیرانداز، تبدیل فوریه مادون قرمز، خواص فیزیکی
  • محسن اسماعیل پور، مجید قهرمان افشار، زینب نورورزی تیسه*، رامین قهرمان زاده صفحات 33-46

    آلودگی آب و خاک با فلزات سنگین خطرات و تهدیدهای جدی برای سلامتی بشر و محیط زیست ایجاد می کند و لذا یافتن راهکاری موثر برای حذف این فلزات بسیار لازم و ضروری می باشد. در این پژوهش ابتدا نانو ذرات مغناطیسی  MnFe2O4@SiO2 عامل دار شده با N- فسفونو متیل آمینو دی استیک اسید با ساختار هسته-پوسته سنتز شدند. سپس خصوصیات گروه های عاملی سطحی، ساختار کریستالی، خواص مغناطیسی، اندازه و مورفولوژی سطحی این نانوذرات با بکارگیری آنالیزهای طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه  (FT-IR)، پراش اشعه ایکس (XRD)، میکرسکوپ الکترونی عبوری (TEM) میکرسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM)، آنالیز توزین حرارتی (TGA) و مغناطیس سنج نمونه مرتعش (VSM) مورد بررسی و شناسایی قرار گرفتند. نهایتا بررسی کارایی این نانوجاذب سنتزی در حذف یون های مس و کروم از محلول های آبی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. اثر پارامترهای مختلف همچون اثر pH، مقدار جاذب و زمان تماس بر میزان جذب یون های مس و کروم از محلول بررسی گردید. نتایج نشان می دهد که با افزایش میزان pH از 5/2 تا 5 میزان جذب دو یون فلزی مس (II) و کروم (VI) به طور چشمگیری افزایش می یابد و بالاترین راندمان جذب در pH برابر 7 حاصل شد.  میزان R در نمودار جذب فرندلیچ یون مس نسبت به ایزوترم لانگمویر بیشتر است و در نتیجه جذب یون مس بر روی جاذب از معادله جذب فرندلیچ تبعیت می کند. همچنین میزان R در نمودار جذب فرندلیچ  برای یون کروم  نسبت به ایزوترم لانگمویر بیشتر می باشد و از اینرو جذب یون های کروم بر روی جاذب از معادله جذب فرندلیچ پیروی می کند. همچنین در معادله فرندلیچ میزان  nبالا نشان دهنده جذب مطلوب و موثر می باشد. علاوه بر این بررسی ایزوترم های جذب نشان می دهد که جذب فلزات کروم و مس از دو مدل لانگمویر و فرندلیچ پیروی می کند. همچنین قابلیت بازیافت و استفاده مجدد جاذب در چرخه متوالی جذب-واجذب با بکارگیری یک مگنت مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان می دهد که کاهش قابل توجهی در فعالیت جاذب مشاهده نمی شود.

    کلیدواژگان: نانوذرات MnFe2O4@SiO2، فسفونو متیل آمینو دی استیک اسید، نانوجاذب مغناطیسی، حذف موثر، یون های فلزی سنگین
  • نازنین پرویزشاهی، امیرحسین سعیدی دهاقانی* صفحات 47-59

    موضوع تحقیق: 

    در سال های اخیر، سیلاب زنی آب هوشمند به منظور ازدیاد برداشت نفت بسیار مورد توجه قرار گرفته است و یکی از مکانیزم های اصلی آن تغییر ترشوندگی است. با این حال، اثر حضور اسید بر عملکرد آب هوشمند همچنان مشخص نیست. به بیان دیگر، سوال اصلی این است که آیا حضور اسید در کنار یون های تعیین کننده می تواند به تغییر ترشوندگی بیشتر و کاهش کشش بین سطحی منجر شود.به علاوه، در این تحقیق برای اولین بار یون های سه ظرفیتی به آب هوشمند اضافه شد ونتایج بدست آمده از آزمایشات انجام شده با نتایج مربوط به یون های دو ظرفیتی مقایسه شد.

    روش تحقیق: 

    در این مطالعه آب دریا، آب دریای 4 برابر رقیق شده و آب دریای 8 برابر رقیق شده در آب مقطر و محلول های اسید کلریدریک 0.001 و 0.01 نرمال آماده شدند و آزمایشات کشش بین سطحی و زاویه تماس انجام شد. سپس، در آب دریای 8 برابر رقیق شده که در محلول اسید کلریدریک 0.01 نرمال آماده شده بود غلظت یون های Ca2+، Mg2+ و Fe3+ تنظیم شد و تست های زاویه تماس و کشش بین سطحی انجام شد.

    نتایج تحقیق: 

    نتایج نشان داد که حضور اسید به تنهایی در آب مقطر اگرچه سبب کاهش کشش بین سطحی شد ولی زاویه تماس بسیار ناچیز کاهش یافت. همچنین، در صورت حضور اسید و یون های تعیین کننده، کشش بین سطحی کاهش قابل ملاحظه ای می کند که این به دلیل هم افزایی است که بین اسید و یون ها شکل می گیرد. اضافه شدن اسید به آب نمک با شوری مختلف توانست زاویه تماس را کاهش دهد ولی سطح شیشه همچنان نفت دوست باقی ماند. در مورد کاتیون های دو و سه ظرفیتی، نتایج نشان داد افزایش غلظت یون Fe3+ در آب هوشمند سطح شیشه را آب دوست کرد اگرچه افزایش غلظت Ca2+ و Mg2+ منجر شد ترشوندگی از شرایط نفت دوست به شرایط خنثی تغییر کند. به علاوه، حضور یون های دو و سه ظرفتی رفتار مشابهی در کاهش کشش بین سطحی داشتند و با افزایش 4 برابری غلظت هر کدام از یون ها، کشش بین سطحی در حدود mN/m 2 کاهش یافت.

    کلیدواژگان: آب هوشمند، اسید، کشش بین سطحی، تغییرات ترشوندگی، کاتیون سه ظرفیتی
  • مسعود پیروثابت، محسن نجفی*، مهدی حاجی باقریان صفحات 61-72

    آلیاژ پلی کربنات/آکریلونیتریل بوتادی ان استایرن یکی از پرکاربردترین آلیاژهای پلیمری در جهان است که به دلیل خواص و ویژگی های ممتاز این آلیاژها و نیز مزایای دیگر، بسیار فراگیر شده است. با این حال به نظر می رسد تقویت هر چه بیشتر خواص و کارایی این آلیاژها بتواند دامنه کاربرد آن ها را گسترده تر از پیش کند. به طور معمول، پلیمرها مقاومت زیادی در برابر عبور جریان الکتریسیته دارند. در سال های اخیر افزایش هدایت الکتریکی و یا کاهش مقاومت الکتریکی پلیمرها با استفاده از نانوذرات رسانا بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به همین منظور ابتدا آلیاژهایی از پلی کربنات و آکریلونیتریل بوتادی ان استایرن به روش اختلاط مذاب تهیه و از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی، خواص گرمایی و رفتار مذاب مورد آزمون و ارزیابی قرار گرفتند. در ادامه با افزودن نانوگرافن به بهترین آلیاژ، خواص الکتریکی، مکانیکی و ریخت شناسی نانوکامپوزیت ها بررسی شد. به منظور افزایش هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت ها از نانوگرافن با مقادیر مختلف (1، 2 و 3 درصد) استفاده شد. با افزایش مقدار پلی کربنات، استحکام و مدول کششی، استحکام و مدول خمشی و نیز HDT آلیاژها افزایش یافت. نتایج نشان داد که آلیاژ دارای %68 پلی کربنات به طور کلی خواص بهتری نسبت به آلیاژهای دیگر دارد بنابراین این آلیاژ به عنوان بستر پلیمری نانوکامپوزیت ها در نظر گرفته شد. نتایج آزمون مکانیکی نشان دهنده افزایش استحکام کششی و مدول کششی نمونه ها با افزایش درصد نانوذرات است. همچنین بررسی مقاومت الکتریکی نانوکامپوزیت ها نشان داد که در همه نمونه ها نانوگرافن توانسته است مقاومت الکتریکی پلیمر را تا حد بسیار چشمگیری کاهش دهد. با بررسی خواص مکانیکی و الکتریکی نمونه ها مشخص شد که آستانه نفوذ نانوذرات برابر 2 درصد است. تصاویر FE-SEM نانوکامپوزیت ها نشان داد که نانوگرافن به خوبی در زمینه پلیمری پخش شده و اثری از حضور کلوخه و یا خوشه های حاصل از تجمع نانوذرات مشاهده نشد.

    کلیدواژگان: پلی کربنات، آکریلونیتریل بوتادی ان استایرن، نانوکامپوزیت، مقاومت الکتریکی، نانوگرافن
  • ساناز ابراهیمی*، حسن عبادی دهاقانی، مجید کلاهدوزان، الهام عامری صفحات 73-85

    فرضیه : 

    یکی از روش های بهبود غشاهای ماتریس مخلوط نانوکامپوزیتی استفاده از نانوذرات و ترکیبات حاوی گروه های عاملی هیدروکسیل و کربوکسیل است که می تواند انتخابی مناسب برای کمک به نفوذ بیشتر گاز CO2 باشد. در پژوهش حاضر، گزینش پذیری و نفوذ پذیری ماتریس پلی اتر بلوک آمید/پلی وینیل الکل (Pebax/PVA) با بارگذاری نانوذره اکسید منیزیم (MgO) بررسی شد. طبق مطالعات پیشین حضور MgO در ماتریس Pebax/PVA می تواند با ایجاد فضای بین مولکولی، نفوذپذیری CO2 را افزایش دهد.

    روش ها

    در این پژوهش، غشای نانوکامپوزیتی پلی اتر بلوک آمید/پلی وینیل الکل (Pebax/PVA) با نسبت وزنی 80 به 20 حاوی 10% نانوذره اکسید منیزیم (MgO) به روش ریخته گری محلول ساخته شد. عملکرد نانوکامپوزیت Pebax/PVA/MgO به منظور جداسازی گازهای  CH4و CO2 با آزمون های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت.

    یافته ها

    مشخصه یابی غشاهای ساخته شده به وسیله آزمون های تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR)، پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مورد بحث قرار گرفت. تصاویر FESEM نشان داد زبری سطح با افزودن نانوذرات افزایش یافته و نانوذرات به خوبی در ماتریس پلیمری پراکنده شده اند.تجزیه و تحلیل نتایج XRD نشان داد که نانوذره MgO برهمکنش بیشتری با زنجیره های PVA نسبت به زنجیره های Pebax دارد. پارامترهای مختلفی شامل محتوای پلی وینیل الکل و محتوای نانوذره MgO، فشار و دما به عنوان متغیرهای مستقل انتخاب و اثرات آنها بر نفوذ پذیری گازهای CH4 و CO2 مطالعه شد. میزان نفوذپذیری غشاهای ساخته شده مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج دریافتی میزان نفوذپذیری گازهای CH4 و CO2 با افزودن MgO به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: پلی اتر بلاک آمید، اکسید منیزیم، جداسازی CH4، CO2، تراوایی و انتخاب پذیری
|
  • Parya Torkaman, Ramin Karimzadeh*, Arezou Jafari Pages 3-15

    Research subject: 

    Electromagnetic heating is one of the new methods of upgrading and increasing heavy oil extraction. In this method, electromagnetic waves will increase temperature, break heavy compounds, reduce viscosity, and improve and increase oil recovery.

    Research approach:

     In this research, magnetic iron oxide nanoparticles (Fe3O4) were synthesized by the co-precipitation method, and the efficiency of these nanoparticles in the process of electromagnetic heating and heavy oil upgrading was investigated. Also, a comparison was made between the effect of these nanoparticles in the process of electromagnetic heating and activated carbon. In this process, oil samples containing 0.1% of Fe3O4 nanoparticles or activated carbon were irradiated with microwave (frequency 2.54 GHz and power 400 W) for 0 to 8 minutes, and the temperature and viscosity variation were investigated.

    Main results

    The results showed that microwave radiation increased the temperature of the samples. The temperature of the sample of crude oil, crude oil with activated carbon, and crude oil with Fe3O4 nanoparticles increased from ambient temperature to 70, 82, and 90°C, respectively, under wave radiation for 8 minutes. Also, the most significant decrease in viscosity was reported in 4 minutes: the viscosity of crude oil sample, crude oil with activated carbon, and crude oil with Fe3O4 nanoparticles under wave irradiation for 4 minutes decreased 295 mP.a to 261, 254, and 223 mP.a, respectively. In other words, the viscosity of the samples under wave irradiation for 4 minutes for crude oil, crude oil with activated carbon, and crude oil with Fe3O4 nanoparticles decreased by 11.5, 13.9 and 24.4%, respectively.

    Keywords: Fe3O4 Nanoparticles, Activated Carbon, Electromagnetic Waves, Synthesis, Viscosity
  • Ali Esapur, Abbas Kebritchi* Pages 17-31

    Research subject:

     The binder system based on of hydroxyl-terminated polybutadiene resin (HTPB), consist of dioctyl sebacate as a plasticizer (DOS), and toluene diisocyanate as the curing agent. Reaction between the HTPB hydroxyl resin group and the curing agent isocyanate group produces a polyurethane mesh to produce a rubber with the desired properties. In this research, the rheological and mechanical properties of the binder system were investigated and Physical properties compared in the presence of three chemicals retarder polymerization Polyurethane, oxalic acid, maleic acid and tetracycline.

    Research approach:

     Oxalic acid, maleic acid and tetracycline alter the properties of the binder system by specific mechanisms. Oxalic acid and maleic acid react with the isocyanate group of the curing agent to produce amides and reduce the viscosity of the binder system. Due to its chemical structure, tetracycline reacts with the curing agent and prevents the development of the main reaction between the HTPB resin and the curing agent TDI and reduces the viscosity. Infrared Fourier transform (FT-IR) test was also used to investigate the functional mechanism of these compounds. In this test, the intensities of the spectra related to each sample were compared with each other and the type of function and mechanism of each of the oxalic and maleic substances and tetracycline were determined.

    Main results

    The structure of the reaction product between HTPB resin and oxalic acid, maleic acid and tetracycline with curing agent was determined and confirmed by FT-IR spectrum. In-situ FT-IR study showed reduction in isocyanate peak intensity after 60/90 min. Chemorheological investigation showed best performance at 0.05% concentration for all retardants, among them tetracycline, oxalic acid and maleic acid depicted 54%, 48% and 47% reduction in viscosity build-up; respectively. Adding 0.05% of tetracycline to binder system resulted in about 20% decrease in cross link density probably due to better interaction with curing agent which emphasized the best performance of 0.05%-tetracycline as retardant.

    Keywords: Polymerization retarder, binder system, viscosity, retarder, FT-IR, physical properties
  • Mohsen Esmaeilpour, Majid Ghahraman Afshar, Zeinab Noroozi Tisseh*, Ramin Ghahremanzadeh Pages 33-46

    Contamination of water and soil with heavy metals poses serious risks and threats to human health and the environment, and therefore finding an effective solution to remove these metals is very necessary. In this research, magnetic nanoparticles MnFe2O4 @ SiO2 functionalized with N-phosphonomethyl aminodiacetic acid with core-shell structure were synthesized. These nanoparticles were characterized by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, (TGA) thermal gravimetric analysis, transmission electron microscope (TEM), and (VSM) vibration sample magnetometer. The performance of this synthetic nanoadsorbent for removing Cr (VI), Cu (II) ions from aqueous solutions was evaluated by various parameters such as adsorbent amount, contact time effect on adsorption rate and pH effect. The results show that the adsorption efficiency increases with raising pH (2.5-5) and the best adsorbent performance in the adsorption process of Cr ((VI) and Cu (II) ions at pH 7 was observed. The amount of R in the Freundlich adsorption diagram of copper ion is higher than the Langmuir isotherm. As a result, the adsorption of copper ions on the adsorbent follows the Freundlich adsorption equation. In addition, the amount of R in the Freundlich adsorption diagram for chromium ion is higher than the Langmuir isotherm. Therefore, the absorption of chromium ions on the adsorbent follows the Freundlich adsorption equation. In conclusion, a high n value indicates a favorable and effective absorption in the Freundlich equation. The adsorption data were analyzed by the Langmuir and Freundlich isotherm model. In addition, the recyclability and reuse of the adsorbent was investigated. The results show that no significant reduction in adsorbent activity is observed.

    Keywords: Nanoparticle, MnFe2O4@SiO2, Phosphonomethyl Aminodiacetic acid, Magnetic Nanoadsorbent, Ion Removal, Heavy metal Ion
  • Nazanin Parvizshahi, Amirhossein Saeedi Dehaghani* Pages 47-59

    Research Subject:

     In recent years, smart water flooding has gained attention regarding enhanced oil recovery, and one of its driving mechanisms is wettability alteration. However, the effect of acid presence on smart water performance needs to be clarified. Thus, the main question is whether the presence of acid and potential determining ions can lead to further wettability alteration and interfacial tension (IFT) reduction. Additionally, in this study, trivalent cations were added to smart water for the first time, and the results were compared with those of divalent cations. 

    Research approach: 

    In this study, seawater (SW), 4-times diluted SW, and 8-times diluted SW were prepared in distilled water, 0.001 normal HCl and 0.01 normal HCl, and the contact angle and IFT experiments were carried out. In addition, concentrations of Ca2+, Mg2+, and Fe3+ were adjusted in 8-times diluted SW prepared in 0.01 normal HCl, and the IFT and contact angle tests were conducted.

    Main Results

    The results showed that the presence of acid in distilled water could decrease the IFT values; however, it did have a marginal effect on contact angle reduction. Also, because of synergistic effects between acid and potential determining ions, IFT significantly declined. While adding acid to brines with different salinities resulted in contact angle reduction, the glass surface remained oil-wet. Regarding divalent and trivalent cations, the results revealed that increasing Fe3+ concentration in smart water made the glass surface water-wet. However, adjusting Ca2+ and Mg2+ concentrations changed the wettability from oil-wet to neutral-wet. Moreover, divalent and trivalent cations showed similar behavior in IFT reduction, and a four-times increase in the concentration of each mentioned ion reduced IFT by about 2 mN/m.

    Keywords: Smart water, Acid, Interfacial tension, Wettability alteration, Trivalent cation
  • Msoud Msoud Sabet, Mohsen Najafi*, Mehdi Haji Bagherian Pages 61-72

    Research subject:

     Polycarbonate/acrylonitrile butadiene styrene alloy is one of the most widely used polymer alloys in the world, which has become very widespread due to the excellent properties and characteristics of these alloys as well as other advantages. However, it seems that strengthening the properties and efficiency of these alloys can increase their scope of application. Typically, polymers have a high resistance to the passage of electricity. In recent years, increasing the electrical conductivity or reducing the electrical resistance of polymers by using conductive nanoparticles has received much attention.

    Research approach:

     For this purpose, first, alloys of polycarbonate and acrylonitrile butadiene styrene were prepared by melt mixing method and were tested and evaluated in terms of physical and mechanical properties, thermal properties and behavior of the melt. Next, by adding nanographene to the best alloy, the electrical, mechanical and morphological properties of nanocomposites were investigated. In order to increase the electrical conductivity of nanocomposites, different amounts of nanographene (1, 2 and 3%) were used.

    Main results

    By increasing the amount of polycarbonate, tensile strength and modulus, flexural strength and modulus, and HDT of the alloys increased. The results showed that the alloy with 68% polycarbonate generally has better properties than other alloys, so this alloy was considered as the polymer base of nanocomposites. The results of the mechanical test show an increase in the tensile strength and tensile modulus of the samples with an increase in the percentage of nanoparticles. Also, the examination of the electrical resistance of nanocomposites showed that in all samples, nanographene has been able to reduce the electrical resistance of the polymer to a very significant extent. By examining the mechanical and electrical properties of the samples, it was determined that the Percolation threshold of nanoparticles is equal to 2%. The FE-SEM images of the nanocomposites showed that the graphene nanoparticles were well dispersed in the polymer matrix and no traces of clumps or clusters resulting from the accumulation of nanoparticles were observed.

    Keywords: Polycarbonate, acrylonitrile butadiene styrene, nanocomposite, graphene nanoparticles, electrical resistance
  • Sanaz Ebrahimi*, Hassan Ebadi-Dehaghani, Majid Kolahdoozan, Elham Ameri Pages 73-85

    Hypothesis: 

    One potential method for improving nanocomposite mixed matrix membranes is through the use of nanoparticles and compounds containing hydroxyl and carboxyl groups, which may aid in the penetration of CO2 gas. In this study, we investigated the selectivity and permeability of a polyether block amide/polyvinyl alcohol (Pebax/PVA) nanocomposite membrane containing magnesium oxide (MgO) nanoparticles. Previous research has shown that the addition of MgO to the Pebax/PVA matrix can increase CO2 permeability by creating an intermolecular space.

    Methods

    Prepared a Pebax/PVA nanocomposite membrane with a weight ratio of 80:20, containing 10% MgO nanoparticles, through a solution casting method. Evaluated the performance of the Pebax/PVA/MgO nanocomposite membrane for separating CH4 and CO2 gases using various tests.

    Findings

    Characterized the membranes through Fourier transform infrared (FTIR), X-ray diffraction (XRD), and field emission scanning electron microscopy (FESEM) tests. FESEM images showed increased surface roughness with the addition of nanoparticles, and the nanoparticles were well dispersed within the polymer matrix. XRD analysis indicated that MgO nanoparticles had more interaction with PVA chains than with Pebax chains, and peaks at 42° and 62° regions were formed due to the placement of MgO nanoparticles among the polymer chains. We studied various parameters, including polyvinyl alcohol and MgO nanoparticle content, pressure, and temperature, as independent variables and examined their effects on the permeability of CH4 and CO2 gases. We measured the permeability of the constructed membranes and found that the addition of MgO significantly increased the permeability of CH4 and CO2.

    Keywords: Polyether block amide, CO2, CH4 separation, Permeability, Selectivity