فهرست مطالب

نشریه علوم و فناوری رنگ
سال سیزدهم شماره 4 (پیاپی 50، زمستان 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/12/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • فرزانه طباطبائی، منوچهر خراسانی*، مرتضی ابراهیمی، آلبا گنزالس، لوردس ایروستا، هریتس ساردون صفحات 267-276

    در پژوهش حاضر، پراکنه های پلی یورتان آب پایه خود شبکه ای شونده در دمای محیط به روش فرآیند استن ساخته شدند. اثر حضور غلظت های مختلف از 3-(آمینوپروپیل) تری اتوکسی سیلان به عنوان عامل اتصال دهنده عرضی مطالعه شد. جهت بررسی ساختار شیمیایی و حضور گروه های آلکوکسی سیلان از آزمون های رزونانس مغناطیسی هسته پروتون و طیف سنجی فوریه زیر قرمز استفاده شد. محتوای ژل نمونه حاوی wt%10 از عامل سیلانی، 90.5% گزارش شد که تاییدی بر تشکیل ساختار به شدت شبکه ای سیلوکسانی بود. با وجود افزایش در اندازه ذرات پلی یورتان از 36.5 به 63 نانومتر در غیاب و حضور wt%10از عامل سیلانی، توزیع باریک در اندازه ذرات پلی یورتان (0.2>PDI) و مقادیر مطلق پتانسیل زتای بالای mV 40، پایداری کلوئیدی بالای این پراکنه ها را نشان داد. افزایش جدایش میکرو فازی در نمونه های شبکه ای شده توسط آزمون میکروسکوپ نیروی اتمی مشاهده شد. بهبود چشمگیر در مقاومت آبی (جذب آب < 5%)، خواص مکانیکی (مدول یانگMPa 420 و استحکام کششی MPa 46.7) و پایداری حرارتی (ºC321= Tmax1و ºC407=Tmax2) پلی یورتان آب پایه حاوی wt%10از عامل سیلانی، نشانگر عملکرد عالی اتصال دهنده عرضی سیلانی در ساخت پوشش های آب پایه پلی یورتانی است.

    کلیدواژگان: پلی یورتان آب پایه، پراکنه ها، خود شبکه ای شونده، آلکوکسی سیلان ها
  • اعظم رمضانی چرمینه، مهرناز آزادی بویاغچی*، بهزاد ذوالفقاری صفحات 277-291
    مرکب آهن-مازو یکی از انواع مرکب های به کار رفته در گذشته است که از چهار جز اصلی مازو، زاج، صمغ عربی و آب تشکیل شده است و به دلیل ناپایداری شیمیایی، با گذر زمان دچار تغییر رنگ می شود. آنچه در این پژوهش مورد کنکاش قرار می‏گیرد بررسی تاثیر عصاره افسنتین و همچنین نسبت مازو به زاج مورد استفاده در ساخت مرکب بر پایدارسازی رنگ مرکب آهن- مازو به استناد منابع قدیم و مطالعات آزمایشگاهی است. در این پژوهش پس از ساخت دو نوع مرکب مشکی با استفاده از منابع کهن، نمونه ها تحت پیرسازی نوری و دما- رطوبت قرار گرفت و پس از بررسی با استفاده از آزمون های تعیین میزان اسیدیته و رنگ سنجی، مشخص شد که افزودن عصاره گیاه آرتمیزیا آبسینتیوم به مرکب آهن- مازو سبب پایدارسازی رنگ آن می شود و نسبت مازو به زاج نیز عامل مهمی در این پایداری به شمار می ‏رود.
    کلیدواژگان: عصاره، افسنتین، پایدارسازی، مرکب آهن- مازو
  • فریبا موجودی، محسن محمدی آچاچلویی*، فرزانه علی حسینی صفحات 293-303
    هدف این تحقیق بررسی تطبیقی نتایج روش های FTIR و TLC در شناسایی ماده رنگزای قرمزدانه در الیاف تاریخی - باستان شناختی و بررسی معایب و مزایای آنها است. ابتدا نمونه هایآماده شده تحت پیرسازی دما، طبق نظریه فلر 1994 قرارگرفتند و تغییرات فام و pH آنها بررسی شد. برای بررسی تغییرات قبل و بعد از پیرسازی، (ATR-FTIR) و بعد از استخراج ماده رنگزا، TLC انجام شد. نتایج نشان داد، pH ابریشم رنگرزی شده با قرمزدانه افزایش یافته است و کمترین میزان تغییرات Rf در محاسبه مربوط به TLC را دارد و نتایج طیف سنجی  ATR-FTIRنشان داد، در مقایسه الیاف خام، رنگرزی شده و پیر سازی شده این مطلب مشهود است که تفاوتی بین لیف خام و لیف رنگرزی شده وجود ندارد لذا بایستی استخراج صورت گیرد تا طیف مربوط به اجزا ماده رنگزا مشخص گردد.
    کلیدواژگان: ماده رنگزا، قرمزدانه، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، کروماتوگرافی لایه نازک
  • ابراهیم عابدینی*، شهره بنی اسد صفحات 305-315

    در این تحقیق، فرمول بندی حمام فسفات منگنز به منظور ایجاد لایه‏ای مقاوم در برابر خوردگی، سایش و اصطکاک بر روی سطح فولاد کم کربن (St37) مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور ابتدا محلول پایه فسفات منگنز با بهینه سازی غلظت هرکدام از اجزا سازنده حمام، تهیه شد. سپس اثر افزودنی‏ های اگزالات پتاسیم و اکسید نیکل بر روی خواص پوشش نظیر ضخامت، وزن واحد سطح (با مقدار بهینه gr/l 0.1 ±1 اکسید نیکل وزن پوشش مقدار gr/m20.2± 39.8 و با مقدار بهینه gr/l 0.1 ± 0.5 اگز الات پتاسیم وزن پوشش مقدار gr/m2 0.3± 48.99 گردید.)، ریخت شناسی، مقاومت به خوردگی و سایش بررسی گردید و در نهایت بهترین پوشش‏ها مشخص شد. نتایج آزمون‏ های مختلف نشان داد که فاز عمده‏ پوشش فسفات منگنز، هوراولیت می‏باشد که در پوشش‏های حاصل از محلول فاقد هرگونه افزودنی، شکل بلورها، به صورت مکعب می‏باشد، که البته با اضافه کردن افزودنی ها شکل بلورها تغییر ‏کرده و اندازه ذرات نیز ریزتر و فشرده‏تر می‏گردد. بالاترین مقاومت خوردگی به دست آمده تحت آزمون مه نمکی (98 ساعت) و طیف‏سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) (با مقاومت انتقال بار (Rp) Ω.cm2253± 77983)مربوط به پوشش فسفات حاوی اکسید نیکل می‏باشد. مطابق نتایج حاصل از آزمون پین روی صفحه (Pin on disk) نمونه‏ های فسفاته و صابونی شده، ضریب اصطکاک سطح را از حدود 0.6 (برای فولاد بدون پوشش) به حدود 0.15 کاهش داده، که این مسئله نشان‏دهنده‏ خاصیت ضد سایش و اصطکاک این پوشش ‏ها می‏باشد.

    کلیدواژگان: فسفات منگنز، افزودنی‏ها، اگزالات پتاسیم، اکسید نیکل، هوراولیت، مقاومت در برابر خوردگی و سایش
  • سعیده زمانی، شیوا سالم* صفحات 317-330
    استفاده از دی اکسید تیتانیم در فرآیندهای تصفیه نیازمند به کارگیری روش هایی همچون استفاده از مواد کربنی و ساخت کامپوزیت جهت بهبود عملکرد این ماده است. در پژوهش حاضر از نانولوله کربنی (CNT)، اکسید گرافن (GO) و اکسید گرافن کاهش یافته (RGO) به منظور بهبود عملکرد TiO2 در حذف متیلن آبی تحت تابش نور مرئی، استفاده شده و تاثیر استفاده هم زمان از ورقه های گرافنی و CNT در افزایش فعالیت TiO2 مطالعه شده است. ساختار و عملکرد نانوکامپوزیت سنتز شده توسط طیف سنج زیرقرمز، پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنج فرابنفش- مرئی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان می دهد که با استفاده از روش سل-ژل امکان سنتز ترکیب سه تایی TiO2-GO-CNT وجود داشته و استفاده هم زمان از ورقه های گرافنی و CNT در ساخت کامپوزیت، عملکرد مناسبی برای رنگ زدایی به همراه داشته است به طوری که پس از90 دقیقه، حذف 94% از متیلن آبی گزارش شده است. افزایش سطح، انتقال سریع الکترون ها و پراکندگی یکنواخت مواد کربنی می تواند از جمله دلایل بهبود عملکرد کاتالیزور نوری کامپوزیت TiO2-GO-CNT باشد.
    کلیدواژگان: دی اکسید تیتانیم، نانولوله کربنی، اکسید گرافن، نانوکامپوزیت، متیلن آبی، نور مرئی
  • بهرام نعمتیان، احمد رمضانی سعادت ابادی*، محمد مهدویان احدی، قاسم بهلکه، سید آرش حدادی صفحات 331-340
    در این پژوهش، عصاره گیاه گلرنگ به عنوان بازدارنده سبز در محیط خورنده اسید کلریدریک 0.1 مولار استفاده شد تا میزان کاهش خوردگی فلز نرم در این محیط بررسی گردد. در گام نخست، از گیاه تازه گلرنگ عصاره تهیه شد. ترکیبات موجود در گیاه گلرنگ توسط آزمون تبدیل فوریه طیف سنجی زیر قرمز (FT-IR) شناسایی شد. سپس محلول اسید کلریدریک 0.1 مولار حاوی ppm 500 از عصاره گیاه گلرنگ تهیه شد. در مرحله بعد، میزان خوردگی فلز نرم غوطه ور شده در این محلول طی زمان توسط آزمون های طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و پلاریزاسیون مورد بررسی قرار گرفت و نتایج آنها با نتایج حاصل از فلز غوطه ور شده در محلول اسید کلریدریک 0.1 مولار در عدم حضور بازدارنده مقایسه شد. ریخت شناسی سطح فولاد های غوطه ور شده توسط آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی انتشار میدانی (FE-SEM-EDX) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمون EIS حاکی از آن بود که اضافه کردن ppm 500 از بازدارنده سبز گلرنگ به محلول اسید کلریدریک 0.1 مولار باعث افزایش چشم گیری در میزان مقاومت خوردگی فولاد نرم در مقایسه با نمونه شاهد شد. نتایج آزمون پلاریزاسیون نشان داد سازوکار عملکرد بازدارنده به صورت مخلوط می باشد.
    کلیدواژگان: بازدارنده خوردگی سبز، فولاد نرم، ضدخوردگی، گیاه گلرنگ
  • علی اصغر جاویدپرور، رضا نادری محمودی*، بهرام رمضان زاده صفحات 341-352
    در این مقاله از صفحات اکسید گرافن اصلاح سطحی شده توسط بنزایمیدازول به عنوان نانوذرات تقویت کننده پوشش اپوکسی استفاده شد. در این راستا، پس از سنتز اکسید گرافن و جذب فیزیکی مولکول های بنزایمیدازول بر روی آن، نانوصفحات اکسید گرافن اصلاح شده توسط بنزایمیدازول به همراه نانوذرات اصلاح نشده در بستر رزین اپوکسی به طور کامل پخش شدند. خواص فیزیکی مکانیکی پوشش های حاصل توسط آزمون DMTA و کشش مورد بررسی قرار گرفت. همچنین با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، ریخت شناسی سطح شکست پوشش ها و چگونگی پخش نانوصفحات بررسی شد. نتایج نشان داد که مولکول های بنزایمیدازول به صورت موفقیت آمیزی با ایجاد پیوندهای غیر کووالانسی، سطح اکسیدگرافن را اصلاح نموده است. همچنین با افزودن نانوذرات اصلاح شده به پوشش، استحکام کششی نهایی، مدول یانگ، کرنش تا نقطه شکست و انرژی در نقطه شکست به ترتیب 81، 15، 310 و 207 % نسبت به پوشش اپوکسی بدون نانوذرات افزایش یافت. این بهبود خواص فیزیکی-مکانیکی پوشش به دلیل پخش بهتر نانوصفحات در پوشش و اتصال قوی تر مابین نانوصفحات با رزین است.
    کلیدواژگان: پوشش اپوکسی پلی آمید، نانو صفحات اکسید گرافن، بنزایمیدازول، خواص فیزیکی-مکانیکی
|
  • F. Tabatabaee, M. Khorasani *, M. Ebrahimi, A. González, L. Irusta, H. Sardon Pages 267-276

    Self-curable waterborne polyurethane (WPU) dispersions were prepared via acetone process. The effects of (3-aminopropyl) triethoxysilane (APTES) content as crosslinking agent on the properties of WPUs were investigated. To confirm the polymer structure and the presence of alkoxysilane groups, 1H nuclear magnetic resonance and fourier transform infrared spectroscopy were used. Gel content of the sample containing 10 wt% APTES was reported 90.5% which were revealed highly crosslinking network of the WPU film. Although the particle size went up from 36.5 to 63 nm by introducing 10 wt% APTES, narrow particle size distributions (PDI < 0.2) and the absolute value of zeta potentials greater than 40 mV were obtained. Furtheremore, atomic force microscopy showed that the introduction of siloxane crosslinking increased microphase-separation of the polyurethane films. In the presence of 10 wt% APTES, excellent enhancement in water resistance (water absorption < 5%), mechanical properties (Young’s modulus=420 MPa and tensile strength=46.7 MPa), and thermal stability (Tmax1=321 ºC and Tmax2=407 ºC) made this type of crosslinking highly suitable for WPUs in coating applications.

    Keywords: Waterborne polyurethane, Dispersions, Self-curable, Alkoxysilane groups
  • A. Ramezani Charmineh, M. Azadi Boyaghchi *, B. Zolfaghari Pages 277-291
    Iron-gall ink is one of the varieties of inks used in the past that consists of four main components of gall nut, vitriol, gum arabic and water and due to chemical instability changes color over time. The present study tried to investigate the impact of the extract of absinthium, as well as the ratio of gall to the alum used in the manufacture of ink on stabilization of the color of iron-gall ink based on old references and through laboratory studies. In this study, after making two types of black ink using old sources, the samples were exposed to light and temperature-humidity aging and after examination by using acidity and colorimetric tests, it was determined that adding extracts of Artemisia absinthium to iron-gall ink can stabilize its color, and the ratio of gall to alum is also an important factor in this sustainability.
    Keywords: Extract, Artemisia absinthium, Stabilization, Iron-gall ink
  • F. Mujodi, M. Mohammadi Achachluei *, F. Alihosseini Pages 293-303
    The aim of this research was study and comparison of FT-IR and TLC results for characterization of kermes dyes in archaeological and historical fibers and assessment of their advantages and disadvantages. Samples were prepared from silk and wool fibers. The samples were artificially aged according to Feller (1994). After aging, color change and pH were measured. Fourie Transform Infrared Spectroscopy-Attenuated Total Reflectance (ATR-FTIR) was applied for assessment and comparison of aged and unaged samples. Moreover, Thin Layer Chromatography was used before and after aging by choosing appropriate solvent. Results showed after aging, pH content of dyed silk with kermes was increased and Rf in TLC indicated minor change. The ATR-FTIR spectometer results showed that there are no differences between raw and dyed fibers, therefore, the color should be extracted in order to specify the sepctrum of color ingredients. After extarcting the samples, they do not differ much with the aged ones.
    Keywords: Dye, kermes, Fourie Transform Infrared Spectroscopy Total Reflectance (FTIR), Thin Layer Chromatography (TLC)
  • E. Abedini *, Sh. Baniasad Pages 305-315

    During this research, the formulation of manganese phosphate bath was designed to create layers on the surface of low carbon steel alloys (St 37) to enhance corrosion, abrasion and friction resistance. At the first, a basic solution of the manganese phosphate bath was prepared by optimizing the concentration of each components of the bath. Then, the effects of potassium oxalate and nickel oxide additives on coating properties such as thickness, unit weight of surface (With optimal value of 1± 0.1 gr/l nickel oxide, the weight of the coating 39.8 ± 0.2 gr/m was obtained and optimal value of 0.5±0.1 gr/l potassium oxalate, the weight of the coating 48.99±0.3 gr/m2 was obtained), morphology, corrosion and abrasion resistance were investigated and finally, the best coating determined.The results of various experiments showed that the major phase of manganese phosphate coating is Hureaulite, which is in the form of cubic crystals in the basic solution that does not contain any additives, of course, with the addition of additives, the shape of the crystals is changed and the particle size becomes smaller and denser. The highest corrosion resistance obtained during the salt spray test (98 hours) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) (with Polarization 77983±253) is related to phosphate coating containing nickel oxide. According to the results of the Pin on disk test the specimens which were phosphated and soaped reduced the coefficient of surface friction from about 0.6 (for uncoated steel) to about 0.15, and this indicated the anti-abrasion and friction properties of these coatings.

    Keywords: Manganese phosphate, Additives, potassium oxalate, Nickel Oxide, Hureaulite, Corrosion, abrasion resistance
  • S. Zamani, Sh. Salem * Pages 317-330
    Synthesis of TiO2- based composite by using carbonous materials can solve some restrictions related to the application of titanium dioxide in industrial scale. In this study carbon nanotubes (CNTs), graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (RGO) are used to improve the photocatalytic activity of TiO2 for the degradation of methylene blue under visible light irradiation and the effect of simultaneous usage of graphene sheets and CNTs are evaluated through the enhancement of TiO2 degradation activity. The photocatalytic activity and characterization of as-prepared samples were evaluated by Fourier transform-infrared spectroscopy, X-ray diffraction, Field emission scanning electron microscopy and UV-Vis Spectrophotometer. Results indicate the successful preparationof TiO2-CNT-GO nanocomposite by sol-gel method. Moreover the simultaneous using of graphene sheets and CNT can prove the composite decoloration activity. The maximum photocatalytic degradation of MB (94%) is achieved within 90 min. The enhanced photocatalytic activity of TiO2-CNT-GO nanocomposite can be ascribed to the high surface area, severe electron transmission and monotone distribution of carbon based nanoparticles.
    Keywords: Titanium dioxide, Carbon Nanotube, graphene oxide, Nanocomposite, Methylene blue, Visible light
  • B. Nematian, A. Ramazani S.A. *, M. Mahdavian, Gh. Bahlakeh, S. A. Haddadi Pages 331-340
    In this research, safflower extract was used as a green inhibitor in 0.1 M HCl solution to evaluate the rate of corrosion of mild steel in this environment. At the first step, the extract of fresh safflower plant (SPE) was prepared. The chemical structure of SPE was recognized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). At the second step the solution of 0.1 M HCl containing 500 ppm SPE was prepared and in the next step the corrosion inhibition performances of the extract solution were proved by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) technique and potentiodynamic polarization measurement then the result of these analyses was compared to the result of the dipped mild steel sample in the 0.1 M HCl solution without inhibitor. The morphology of the mild steel surface immersed in the extract solutions was evaluated by scanning electron microscopy (FE-SEM). According to the EIS results, the significant increment was observed in corrosion inhibition of acidic solution containing SPE in comparison with Blank solution. The result of potentiodynamic polarization measurement showed this green inhibitor acted as a mixed type inhibitor.
    Keywords: Green corrosion inhibitor, Mild steel, Anti-corrosion, Safflower plant
  • A. A. Javidparvar, R. اaderi *, B. Ramezanzadeh Pages 341-352
    In this paper, the graphene oxide nanosheets modified by benzimidazole were used as the epoxy coating reinforcing nanoparticles. In this way, after synthesizing of graphene oxide and physically adsorption of benzimidazole molecules on them, the modified graphene oxide nanosheets and the unmodified graphene oxide were dispersed in the epoxy matrix. The physical-mechanical properties of the coatings obtained were evaluated by DMTA and tensile tests. In addition, by a scanning electron microscope (SEM) the coating fractured surface morphology and the degree of nanoparticle dispersion in the coatings were studied. The results showed that the benzimidazole molecules could successfully modify the graphene oxide nanosheets surface via noncovalent bonds. Furthermore, the ultimate tensile strength, Young's modulus, strain at break, and energy at break were increased 81%, 15%, 310%, and 207%, respectively, compared to the neat epoxy coating. This improvement in physical-mechanical properties of the coating may be attributed to the better dispersion of the nanosheets in the coating as well as the stronger interactions between the nanosheets and the epoxy resin.
    Keywords: Epoxy polyamide coating, Graphene oxide nanosheets, Benzimidazole, Physical-mechanical properties