مجله پژوهش و توسعه فناوری پلیمر ایران
سال پنجم شماره 3 (پیاپی 19، پاییز 1399)

سیلیکون ها، مواد پلیمری الاستومری با فرمول عمومی R2SiOهستند. حضور هم زمان گروه های «"آلی»" متصل به زنجیره اصلی «"غیر آلی»" باعث ایجاد ترکیبی از ویژگی های منحصر به فرد در مواد سیلیکونی می شود. این ویژگی های خاص شامل مقاومت در برابر حرارت، پایداری شیمیایی، عایق الکتریکی، مقاومت در برابر سایش، دوام بالا و مقاومت به ازن هستنداست. با این مشخصات ویژه، مواد سیلیکونی به طور گسترده ای برای جایگزینی محصولات در صنایع مختلف مانند صنایع هوا فضا، خودرو، ساخت و ساز، برق و الکترونیک، پزشکی و ساخت غشاها استفاده می شوند. اخیرا، با تقاضای بیشتر صنایع، این دامنه های کاربرد با سرعت زیادی در حال گسترش هستند. از میان پلیمرهای مختلفی که جهت برای جداسازی گازها مورد استفاده قرار می گیرند، غشاهای سیلیکونی به علت انعطاف پذیری زیاد زنجیرهای آن دارای تراوایی زیادی نسبت به گازهای مختلف هستند و کاربردهای فراوانی در این زمینه پیدا کرده اند. از این رو در این مقاله پس از معرفی مواد سیلیکونی و روش های سنتز آن ها، خصوصیات و کاربردهای این مواد در صنایع مختلف مورد بررسی قرار می گیرد. سپس با توجه به اهمیت و کاربرد فراوان این مواد در ساخت غشاهای جداسازی گازها، به طور ویژه کاربرد مواد مذکور در ساخت و راندمان بازده چنین غشاهایی با ارایه مطالعات اخیر بررسی می شود.

در سال های اخیر فناوری نانو تحولات چشمگیری را در صنایع مختلف ایجاد کرده است. ساختارهای مختلفی از نانو مواد به صورت تجاری یا تحقیقاتی مورد استفاده قرار گرفته اند. آیروژل ها دسته ای از نانو مواد متخلخلند که امروزه مورد توجه بسیار زیادی قرار گرفته اند. آیروژل ها می توانند از جنس کربن، سلولز، سیلیکا و... باشند. اولین نوع این مواد از جنس سیلیکا بود که در بین آیروژل ها بسیار محبوب تر شده است، زیرا این مواد طیف گسترده ای ازخواص استثنایی از جمله مساحت سطح زیاد، تخلخل بالا، چگالی بسیار کم، هدایت حرارتی بسیار پایین، ضریب شکست کم، ثابت دی الکتریک بسیار پایین را دارا هستند. این مواد عموما با روش شناخته شده سل-ژل از پیش-ماده های مختلف از جمله سدیم سیلیکات و آلکوکسید ها تهیه می شوند. توسعه سریع فرایند سل-ژل در طول دو دهه گذشته منجر به پیشرفت سریع در سنتز مواد متخلخل شده است. روش سل_ژل، منجر به تولید سیلیکا آیروژل با خواص استثنایی می شود که این خواص کاربرد های مختلفی مانند عایق های صوتی و حرارتی، کاتالیزور، عبوردهی نوری بالا، جذب آلاینده ها از آب و... را برای آن ها به همراه دارد. هدف از این مطالعه معرفی کلی سیلیکا آیروژل ها و بررسی روش سل_ژل و نکات مربوط به آن در تهیه ی سیلیکا آیروژل ها است.

صنعت خمیر کاغذ و کاغذ یکی از بزرگ ترین صنایع در جهان است. این صنعت به سرعت در حال پیشرفت بوده و سرعت ماشین کاغذ نیز در حال افزایش است و فناوری مواد شیمیایی کاغذسازی اهمیت بیشتری پیدا کرده است. مسایل مربوط به قیمت و کیفیت محصول باعث شده است که تولیدکنندگان کاغذ، توجه بیشتری به استفاده از مواد افزودنی جهت برای بهبود کیفیت کاغذ نشان دهند. در تولید کاغذ، طیف وسیعی از مواد افزودنی با اشکال، ویژگی های مختلف، توزیع اندازه و رفتار شیمیایی سطحی مختلف در تولید کاغذ استفاده می شوند. پلی آکریل آمیدها، به عنوان یکی از پلیمر های محلول در آب با وزن مولکولی بالا هستند که در صنعت کاغذسازی به عنوان رزین های مقاومت خشک و کمک نگه دارنده استفاده می شود. این رزین ها در بخش پایانه تر سیستمسامانه کاغذسازی به سوسپانسیونتعلیقی خمیر کاغذ اضافه می شوند که با تشکیل پیوندهای هیدروژنی بیشتر بین الیاف، باعث افزایش ماندگاری الیاف، نرمه ها، پرکننده ها و ذرات ریز و در نتیجه باعث بهبود خواص مقاومتی خمیر کاغذ و جلوگیری از هدررفت مواد و کاهش هزینه های تولید می شوند. در سال های اخیر، تحقیقات عمدتا به توسعه تولید پلی اکریل آمیدهای چندکاره متمرکز شده است. با تعمیق تحقیقات، برخی از عملکردهای برتر پلی اکریل آمیدهای جدید به تدریج مورد استفاده و تولید قرار می گیرند.

مصرف دارو به روش متداول آن اغلب حساسیت زا بوده و باعث ایجاد تراکم در بافت سالم و نیازمند مراجعه مکرر و موجب بروز مشکلات دیگر است. از این رو محققان روش های مختلفی را برای کاهش عوارض و مشکلات ارایه دادهاند. یکی از این روش ها دارورسانی موضعی با استفاده از حامل های کاشتنی در محل مورد نظر است. به طور مثال در درمان سرطان بعد از عمل جراحی به دلیل ایجاد عفونت، جلوگیری از عود تومور و داروهای دیگر، لازم است در محل جراحی رهایش داروهایی انجام شود؛ اما این رهاسازی دارو تحت عوامل مختلفی با کنترل از خارج بدن یا تغییر فاکتورهای داخل بدن انجام می شود که هرکدام به نوبه خود دارای معایب و مزایایی هستند. در رهایش کنترل شده موضعی دارو، برای ساخت حامل ها می توان از پلیمرهای تجزیه پذیر و تجزیه ناپذیر متناسب با نوع بیماری و محل کاشت استفاده کرد.

رزین اپوکسی دسته ای از مواد پلیمریگرماسخت است که علاوه بر کاربردهای متنوع آن در زمینه هایی از جمله ساخت کامپوزیت ها، رنگ و نیز پوشش سطوح، به دلیل مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی و مواد شیمیایی استفاده می شود.صنایع مختلف نظیر خودروسازی، هوافضا، ساختمان سازی و تولید قطعات الکترونیکی از چسب اپوکسی به عنوان اتصال دهنده های غیر مکانیکی استفاده می کنند.علی رغم خواص مناسبی که از رزین اپوکسی انتظار می رود، به دلیل چگالی زیاد اتصالات عرضی در حالت پخت شده مقاومت ضعیفی در مقابل رشد ترک داشته و معمولا شکننده است.بنابراین افزایش خواص مکانیکی چسب های اپوکسی یکی از زمینه های مورد توجه محققان است. از جمله راه هایی که برای دستیابی به این خواص استفاده شده می توان به استفاده از نانوذرات، پرکننده های لاستیکی و اضافکردن پلیمرهایگرمانرم اشاره نمود.هر یک از روش های ذکر شده که به منظور چقرمه سازی چسب های اپوکسی مورد استفاده قرار می گیرد، می تواند بر روی میزان چسبندگی، مقاومت شیمیایی، خواص مکانیکی و همچنین مقاومت گرمایی تاثیر گذار باشد که لازم است جهت دستیابی به خواص مطلوبنسبت به نحوه سازوکار آنها آگاهی داشت

نانوسیم ها (Nanowires) یا نانوساختارهای تک بعدی به دلیل ویژگی های گوناگون، چون پایداری حرارتی بالا، استحکام مکانیکی مناسب وخصوصیات الکترونیکی، مغناطیسی و نوری، بسیار موردتوجه قرارگرفته اند. خواص نانوسیم ها، کاربردهای فوق العاده زیادی در تمامی صنایع به ویژه به عنوان افزودنی برای بهبود هدایت یونی الکترولیت پلیمری در باتری یون-لیتیوم ایجاد کرده است. نانوسیم ها درالکترولیت های پلیمری می بایست، ثابت دی الکتریک و چگالی بالا داشته و همچنین سبب بهبود عدد انتقال یون، خواص مکانیکی، خواص حرارتی، شیمیایی، الکتروشیمیایی و هدایت یو نی شده که برای کاربرد در غشاها بسیارمهم است. نانوسیم های اکسیدی به واسطه ویژگی های مطلوب مانند بهبود هدایت یونی، افزایش عدد انتقال لیتیوم، بهبود خواص مکانیکی، پایداری حرارتی بالا و پنجره پتانسیل الکتروشیمیایی وسیع، به طور گسترده در الکترولیت های باتری استفاده می شوند. در این مقاله، نانوسیم های مورد استفاده در الکترولیت های پایه پلیمری و الزامات عملکردی، بررسی شده است. همچنین، روش های ساخت نانوسیم ها، الکترولیت های پلیمری و راهکارهای شناخته شده برای بهبود ویژگی های هدایت یونی، مکانیکی و الکتروشیمیایی شرح داده شده و اثرنانوسیم ها بر هدایت یونی و عملکرد الکتروشیمیایی باتری یون-لیتیوم نیز مطرح می شود.

در این مقاله مروری، به وضعیت و چشم انداز آموزش علوم و فناوری پلیمر درکشور تایلند پرداخته می شود. در این کشور، پنج کالج فناوری در رشته لاستیک، دیپلم علوم و فناوری لاستیک ارایه می دهند. چند دانشگاه مدرک کارشناسی علوم و فناوری پلیمر، لاستیک و یا مهندسی ارایه می دهند. تعدادی دانشگاه نیز در تایلند دوره های عالی را در علوم، فناوری و مهندسی پلیمر دایر کرده اند. گواهی کارشناسی ارشد برای چندین دهه است که ارایه می شود و درحال حاضر چندین برنامه دکتری نیز مجوز لازم را دارند. بیشتر اساتید دانشگاه ها دارای مدرک دکتری از یک کشور توسعه یافته اند، گرچه دانش آموختگان خود تایلند به تدریج در صنعت استخدام می شوند.در فرایند بررسی و مشاوره باید به جنبه های مختلف روند آموزش و تعلیم در مدارس تایلند توجه شود. در برنامه های آموزش عالی لازم است کمیت محدود سطح کارشناسی و مسایل فرهنگی نیز مد نظر قرار گیرد. هر سال بیشتر دانش آموختگان کارشناسی پلیمر و 80 درصد کارشناسان ارشد آن نیز به صنعت راه می یابند. از دانش آموختگان دوره دکتری 30 درصد وارد صنعت می شوند و تقریبا 50 درصد آن ها به عضویت هییت علمی دانشگاه ها، به ویژه مراکز دانشگاهی جدید دور از مرکز، در می آیند و حدود 20 درصد هم وارد پژوهشگاه های دولتی می شوند.