فهرست مطالب

علوم و تکنولوژی پلیمر - سال سی و سوم شماره 6 (پیاپی 170، بهمن و اسفند 1399)

دو ماهنامه علوم و تکنولوژی پلیمر
سال سی و سوم شماره 6 (پیاپی 170، بهمن و اسفند 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/12/27
  • تعداد عناوین: 6
|
  • ایوب مرادی، فرهاد رحمانی*، مهرداد خامفروش صفحات 465-478

    فرضیه: فرایند نورکاتالیزی به دلیل کانی زایی (معدنی شدن) کامل آلاینده ها و سازگاری با محیط زیست می تواند جایگزین مناسبی برای روش های متداول تصفیه پساب دارویی باشد. در این پژوهش، با توجه به ضعف های به کارگیری نانوذرات نورکاتالیزگر بر پایه TiO2 همچون انبوهش و مشکل جداسازی، نانوالیاف TiO2-CuO نورکاتالیزی با روش الکتروریسی سنتز و قابلیت نورکاتالیزی آن ها ارزیابی شد.روش ها: کامپوزیت نانوساختار TiO2-CuO با بارگذاری نانوذرات CuO به روش پراکنش حالت جامد روی نانوالیاف بر پایه TiO2 الکتروریسی شده سنتز و با آزمون های پراش پرتو X، میکروسکوپی الکترون پویشی نشر میدانی (FE-SEM)، طیف نمایی های پراکنده کننده انرژی پرتو X، بازتاب نفوذی (DRS)، BET و فوتولومینسانس (PL) شناسایی شد. با هدف ارزیابی قابلیت نورکاتالیزی نانوالیاف کامپوزیتی TiO2-CuO در تصفیه پساب های دارویی، نمونه سنتزی برای نورتخریب تتراسایکلین به عنوان پرمصرف ترین آنتی بیوتیک به کار گرفته شد.یافته ها: نتایج آزمون های XRD ،FE-SEM و EDX سنتز نانوالیاف کامپوزیتی را تایید کرد. الگوی XRD نشان داد، ساختار بلوری TiO2 تشکیل شده به طور عمده به شکل آناتاز است. عکس های FE-SEM پراکنش یکنواخت نانوذرات CuO را در نانوالیاف نشان داد. نتایج آزمون های میکروسکوپی نوری نشانگر شکاف نوار کمتر نمونه سنتزی در مقایسه با نانوذرات و نانوالیاف بدون TiO2 و مقدار نسبتا کم بازترکیب الکترون-حفره بود که هر دو از مشخصه های اصلی نورکاتالیزگر پربازده هستند. آزمون BET سطح ویژه  8.5m2/g  و ساختار مزومتخلخل نمونه سنتزی را نشان داد. در نهایت، فعالیت نورکاتالیزی نانوالیاف کامپوزیتی در نورتخریب تتراسایکلین در پساب با pHهای متفاوت بررسی شد. نانوالیاف کامپوزیتی TiO2-CuO بازده تخریب %71 را در نورتخریب تتراسایکلین در pH خنثی نشان داد که مطابق با نتایج مشخصه نمونه سنتزی است. این مشاهدات و یافته ها همراه با عملکرد نورکاتالیزی نمونه سنتزی در مقایسه با پیشینه پژوهش، خواص و قابلیت نورکاتالیزگری نانوالیاف کامپوزیتی TiO2-CuO را در تصفیه پساب دارویی تایید کرد.

    کلیدواژگان: نانوالیاف TiO2، نانوذرات مس اکسید، روش الکتروریسی، تصفیه نورکاتالیزی، تتراسایکلین
  • مازیار سرافراز، احمدرضا قاسمی*، مسعود همدانیان صفحات 479-495
    فرضیه

    سامانه های اپوکسی (EP) به دلیل خواص منحصر به فرد فیزیکی و شیمیایی از پر مصرف ترین رزین ها در صنایع مختلف از جمله پوشش دهی، تجهیزات الکترونیک و قطعات کامپوزیتی در جهان هستند. با وجود کاربرد گسترده، اپوکسی ها به دلیل داشتن ساختار بی شکل، چقرمگی ضعیف تری نسبت به پلیمرهای گرمانرم نیمه بلوری نشان می دهند. عوامل بسیاری از جمله مقدار فاز نرم کننده، دما و زمان پخت بر خواص مکانیکی رزین اپوکسی اثر معناداری دارند. در این پژوهش، اثر سه عامل مقدار پلی یورتان (A)، دما (B) و زمان پخت (C) بر خواص مکانیکی و ساختار مولکولی رزین اپوکسی بررسی شده است.

    روش ها

    برای بهینه سازی خواص مکانیکی این کامپوزیت ها از روش پاسخ سطح، طرح مرکب مرکزی (RSM/CCD) استفاده شد. خواص مکانیکی شامل استحکام نهایی و درصد ازدیاد طول تا پارگی با آزمون کشش به دست آمد. همچنین، خواص گرمایی همچون دمای انتقال شیشه ای (Tg) و مدول ذخیره با آزمون دینامیکی-مکانیکی گرمایی (DMTA) مطالعه شد. در نهایت، از شبیه سازی دینامیک مولکولی برای تعیین اثر دمای تاب کاری بر انرژی برهم کنش میان اپوکسی و پلی یورتان استفاده شد. همچنین، ساختار شیمیایی کامپوزیت های اپوکسی-پلی یورتان با آزمون های پراش سنجی پرتو X، طیف نمایی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) با پاشنده انرژی پرتو X و بازتاب نفوذی (DRS) مشخص شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد، دمای انتقال شیشه ای و خواص مکانیکی در رزین اپوکسی به شدت به دمای پخت و مقدار فاز نرم کننده وابسته است. همچنین، مقادیر مطلوب پارامترهای A ،B و C برای داشتن حداکثر استحکام کششی به ترتیب %4 وزنی، 100 درجه سلسیوس و 2.4h به دست آمد.

    کلیدواژگان: روش پاسخ سطح، کامپوزیت اپوکسی-پلی یورتان، خواص مکانیکی، دمای پس پخت، زمان پس پخت
  • جواد طولابی، محمد خبیری*، محمدرضا پورحسینی، مسعود رضوی زاده، میلاد سادات تقرودی صفحات 497-507
    فرضیه

    ظرفیت جذب انرژی زیاد اسفنج لاستیکی متغیر مهمی است که به دلیل تغییرشکل های فشاری بزرگ ساختار سلول، به عنوان ملاک طراحی مورد توجه طراحان قرار می گیرد. در این پژوهش، رفتار جذب انرژی اسفنج لاستیک آکریلونیتریل بوتادی ان (NBR) با چگالی های متفاوت بر اساس متغیرهای کارایی و آرمانی مطالعه شده است.

    روش ها

    اسفنج های سلول بسته NBR  با چگالی های 0.51، 0.63، 0.72 و 0.79g/cm3  و تغییر مقدار آمیزه در حجم ثابت قالب تهیه شدند. شکل شناسی و خواص فشاری اسفنج ها به ترتیب با میکروسکوپی الکترون پویشی (SEM) و آزمون فشاری بررسی شدند.

    یافته ها

    بررسی شکل شناسی سلول نشان داد، با کاهش چگالی اسفنج، قطر متوسط سلول بزرگ تر، تعداد سلول ها در واحد حجم کمتر و توزیع اندازه سلول ناهمگن می شود. در آزمون فشاری با کاهش چگالی از 0.79g/cm3 به 0.51g/cm3  تنش مسطح از 750kPa  به 246kPa  و تنش متناظر با بیشینه کارایی از  1.13MPa به 0.27MPa  کاهش می یابد. در محدوده تنش های کم 0.3MPa ، جذب انرژی اسفنج با کاهش چگالی از 0.79g/cm3  به 0.51g/cm3 به ترتیب 0.03  و 0.009MJ/m3 تغییر می کند. در نتیجه در محدوده تنش های کم، اسفنج های با چگالی کمتر جذب انرژی بیشتری را نشان می دهند. در حالی که در محدوده تنش های زیادتر اسفنج با چگالی بیشتر جذب انرژی بیشتری دارد. به عنوان مثال، در محدوده تنش  1.3MPa، جذب انرژی اسفنج با چگالی های 0.51 و 0.79g/cm3  و به ترتیب 0.88 و 0.1MJ/m3  است. بنابراین، ظرفیت جذب انرژی اسفنج به چگالی و محدوده تنش وابسته است که حداکثر تنش مجاز اسفنج بر اساس چگالی آن تعیین می شود.

    کلیدواژگان: اسفنج لاستیکی، لاستیک نیتریل، جذب انرژی، متغیر کارایی، متغیر آرمانی
  • زهرا سادات حسینی، جعفر خادم زاده یگانه*، سالار مرادی صفحات 509-524
    فرضیه

    در سال های اخیر، با توجه به موضوع های آلودگی زیست محیطی، صنایع پلاستیک به مصرف پلاستیک های زیست تخریب پذیر تشویق شده اند. پلی (لاکتیک اسید)، PLA، از شناخته شده ترین پلیمرهای زیست تخریب پذیر با برتری ماهیت زیست پایه است. عیب اصلی PLA شکنندگی ذاتی آن بوده که آمیخته سازی مناسب ترین روش برای غلبه بر آن است.

    روش ها

    PLA بسیار چقرمه از کوپلیمر اتیلن-وینیل استات (EVA)، در مجاورت نانوذرات آب گریز سیلیکا و سازگارکننده کوپلیمر قطعه ای (استیرن-اتیلن-بوتیلن-استیرن) دارای مالییک انیدرید (SEBS-g-MA) با آمیخته سازی مذاب تهیه شد. شکل شناسی، خواص گرمایی، خواص مکانیکی و ریولوژی نمونه ها بررسی شد.

    یافته ها

    عکس های میکروسکوپی الکترون عبوری (TEM) تایید کرد، نانوذرات سیلیکا به طور عمده در قطره های EVA و سطح مشترک EVA و PLA و نیز مقداری در ماتریس PLA قرار گرفته اند. همچنین، با واردکردن نانوذرات، اندازه متوسط قطره های EVA کاهش یافت و استحکام در سطح مشترک بهبود یافت. با وجود سازگارکننده شکل شناسی به طور چشمگیری تغییر یافت و فاز پراکنده کروی EVA به شکل رشته ای درآمد. با افزودن نانوذرات و نیز سازگارکننده مقدار بلورینگی PLA در آمیخته ها کاهش یافت. با افزودن phr 5 نانوذرات سیلیکا ازدیاد طول تا پارگی، چقرمگی و استحکام ضربه ای به طور شایان توجهی افزایش یافت. افزودن هم زمان نانوذرات و سازگارکننده به طور چشمگیری باعث بهبود خواص مکانیکی شد. به عنوان مثال، ازدیاد طول تا پارگی و استحکام ضربه ای آمیخته سازگارشده PLA/EVA دارای phr 5 نانوسیلیکا از %7 و 5.1kJ/m2  به ترتیب به %141 و 71kJ/m2 (در مقایسه با آمیخته خالص) افزایش یافت. ریزساختار آمیخته ها با نتایج ریولوژی خطی ارزیابی شد.

    کلیدواژگان: پلی (لاکتیک اسید)، پلی (اتیلن-co- وینیل استات)، چقرمه سازی، سازگارکننده SEBS-g-MA، نانوسیلیکای آب گریز
  • عقیل اسدی، محسن نجفی*، حسین بوهندی، مهدی حاجی باقریان صفحات 525-535
    فرضیه 

    پلیمرهای پرکاربرد در حوزه زیست پزشکی و به ویژه صنعت آرایشی و بهداشتی باید در برابر انواع مختلف میکروارگانیسم ها و باکتری ها مقاوم باشند. پلیمرها در این دسته بندی شامل پلیمرهای آکریلاتی هستند که به طور کلی از پلیمرشدن رسوبی تهیه می شوند. کربوپل نام تجاری پلیمری آکریلاتی بر پایه پلی(آکریلیک اسید) است. این پلیمر کاربرد گسترده ای به عنوان عامل غلظت دهنده و ژل کننده در خواص ریولوژیکی دارد. با القای شیمیایی عامل ضدمیکروبی به ساختار کربوپل، میکروژل هایی با خواص ذاتی ضدمیکروبی به دست می آیند که در مصارف بهداشت فردی و عمومی از جمله مبارزه و کنترل بیماری همه گیر کرونا (کووید 19) کاربردهای موثری دارند.

    روش ها

    در این پژوهش سعی شده است تا با پیوندزنی و اصلاح سطحی کربوپل با مقادیر مختلف مونومر کاتیونی آکریلوییل اکسی اتیل تری متیل آمونیوم کلرید (A.Etac)، ماهیت ضد باکتریایی آن به مقدار زیادی بهبود یابد. در این مطالعه، اصلاح سطحی کربوپل برای اولین بار با امواج فراصوت انجام شد. همچنین، مقدار تورم نمونه پیش و پس از اصلاح نیز در محلول های آبی، الکلی و نمکی بررسی شد. برای ارزیابی موفقیت در اصلاح شیمیایی میکروذرات کربوپل از طیف نمایی زیرقرمز (IR)، میکروسکوپی الکترون پویشی با پاشنده انرژی پرتو X و نیز آزمون های باکتریایی، ریومتری و تورمی استفاده شد. ماهیت ضد باکتریایی نمونه ها در برابر باکتری های گرم منفی (E. coli) و گرم مثبت (S. aureu) با روش ارزیابی خواص ضدباکتریایی بررسی شد.

    یافته ها

    نتایج تجربی نشان داد، کربوپل اصلاح شده به مقدار بسیار شایان توجهی در برابر باکتری مقاوم شده است. گفتنی است، نمونه ها در برابر باکتری های گرم مثبت نسبت به باکتری های گرم منفی مقاومت بیشتری نشان دادند. نتایج آزمون ریولوژیکی نیز نشان داد، پس از اصلاح شیمیایی سطحی، استحکام ژل حاصل به مقدار شایان توجهی افزایش یافته است. همچنین نمونه های اصلاح شده، مقدار تورم بیشتری را در محیط آبی و زیستی (محلول آب نمک %0.09) نشان دادند.

    کلیدواژگان: کربوپل، آکریلوئیل اکسی اتیل تری متیل آمونیوم کلرید، اصلاح سطح، خواص ضد باکتریایی، امواج فراصوت
  • احمدرضا رستمی درونکلا*، حسین بوهندی، مهرداد سیفعلی عباس آبادی، سید محمد مهدی مرتضوی، سعید احمدجو صفحات 537-551
    فرضیه

    پلی آلفااولفین های ساختارهای غیرقطبی دارند و ایجاد قطبیت با عاملیت های مختلف موجب توسعه کاربردهای آن ها می شود. ساختار، تعداد و اندازه شاخه ها در زنجیر اصلی بر خواص و طراحی درشت مولکول های جدید اثر می گذارد. وجود گروه های واکنش پذیر در زنجیرهای آلفااولفینی موجب بهبود برهم کنش آن ها با نانوذرات سیلیکا می شود. همچنین، مقدار شبکه ای کننده موجب تغییر خاصیت جذب حلال های هیدروکربنی می شود.

    روش ها

    کوپلیمرشدن رادیکالی 1-هگزن و 1-دکن با مالییک انیدرید در شرایط مختلف انجام شد. ساختار و خواص گرمایی کوپلیمرهای شانه ای آلفااولفین (6 و 10 کربنی)-مالییک انیدرید با تعداد و اندازه شاخه های مختلف با آزمون های طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، رزونانس مغناطیسی هسته هیدروژن (1HNMR) سوانگاری ژل تراوشی (GPC) و گرماوزن سنجی (TGA/DTGA) بررسی شد. اثر مونومرهای عامل دار 2-اتیل هگزیل آکریلات (2-EHA) و 3-کلرو-2-متیل پروپن (3-C2MP) نیز بر واکنش کوپلیمرشدن مطالعه شد. واکنش پلیمرشدن استیرن، مالییک انیدرید و 1-هگزن در مجاورت نانوذرات سیلیکا انجام شد. هیدروژل های جدید با پلی1-هگزن-مالییک انیدرید استری شده با 2-دکانول تهیه شدند. مراحل سنتز نانوهیبرید و هیدروژل و خواص گرمایی آن ها با روش های FTIR و TGA/DTGA بررسی شد.  

    یافته ها

    انواع کوپلیمرهای شانه ای عامل دار مالییک انیدرید با 1-هگزن و 1-دکن با ساختارهای مولکولی متفاوت سنتز و شناسایی شدند. نتایج نشان داد، درصد تبدیل واکنش با افزایش اندازه شاخه آلفااولفین از 4 به 8 کربن، کاهش می یابد و کومونومر شاخه ای 2-EHA موجب افزایش درصد تبدیل می شود. در نانوکامپوزیت به دست آمده، میان مونومر مالییک انیدرید و نانوذرات سیلیکا برهم کنش وجود دارد. نانوکامپوزیت های استیرن-1-هگزن-مالییک انیدرید دارای 4 و %6/5 وزنی نانوسیلیکا نیز سنتز شدند. طراحی ساختاری شامل عاملیت ها و اندازه شاخه ها و نیز شرایط واکنش اثر زیادی بر خواص درشت مولکول ها و هیدروژل سنتزی دارد.

    کلیدواژگان: آلفااولفین، عامل دارکردن، کوپلیمر شانه ای، نانوهیبرید سیلیکا، هیدروژل
|
  • Ayub Moradi, Farhad Rahmani *, Mehrdad Khamforoush Pages 465-478
    Hypothesis

    The photocatalysis process can be an appropriate alternative for traditional methods of pharmaceutical wastewater treatment because of its complete mineralization of pollutants and an environmentally friendly method. In challenging the drawbacks of photocatalytic TiO2-based nanoparticles such as aggregation and separation, photocatalytic TiO2-CuO nanofibers were produced through electrospinning technique and their photocatalytic capability was evaluated.

    Methods

    A TiO2-CuO nanostructured composite was synthesized by loading CuO nanoparticles on the electrospun TiO2 nanofibers through solid state dispersion method and characterized by X-ray diffractometry (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), BET (Brunauer-Emmett-Teller), differential reflectance spectroscopy (DRS) and photoluminescence (PL) analysis. By studying and exploring the photocatalysis of TiO2-CuO composite nanofibers in pharmaceutical wastewaters treatment, the synthesized sample was tested in the photodegradation of tetracycline as the most widely used antibiotics.

    Findings

    The XRD, FE-SEM and EDX results confirmed the synthesis of composite nanofibers. The XRD pattern showed the crystal structure of TiO2 was mainly in the form of anatase. FE-SEM images demonstrated the relatively uniform dispersion of CuO nanoparticles in nanofibers. The results of optical spectroscopy analysis revealed a lower band gap of the synthesized nanofibers compared to TiO2-free nanofibers and nanoparticles; and relatively low electron-hole recombination which are the main characteristics of an effective photocatalyst. The BET analysis depicted a specific surface area of 8.5 m2/g and a mesoporous structure of the synthesized product. Finally, the photocatalytic activity of composite nanofibers was investigated in the photodegradation of tetracycline at various pH levels of wastewater. The TiO2-CuO composite nanofibers exhibited tetracycline degradation efficiency of 71% at neutral pH which is in accordance with the obtained data on sample characterization. These observations and findings together with the comparison of the photocatalytic performance of the synthesized sample compared with literature review verify the photocatalytic characteristics and the capability of TiO2-CuO composite nanofiber in pharmaceutical wastewaters treatment.

    Keywords: TiO2 nanofibers, copper oxide nanoparticles, electrospinning method, photocatalytic treatment, tetracycline
  • Marzieh Sarafrazi, Ahmad Reza Ghasemi *, Masood Hamadanian Pages 479-495
    Hypothesis

    Epoxy (EP) systems, due to their unique physical and chemical properties, are one of the most widely used resins in various industries including coatings, electronic equipment and composite components in the world. Despite this widespread use, epoxies exhibit weaker toughness properties than semi-crystalline polymers due to their amorphous structure. Many factors such as the amount of softening phase, temperature, and time have a significant effect on the mechanical properties of this resin. Thus, we investigated the effect of three factors including polyurethane content (A), curing temperature (B) and time (C) on the mechanical properties and molecular structure of epoxy resin.

    Methods

    Response surface methodology/central composite design (RSM/CCD) was used to optimize the mechanical properties of these composites. The mechanical properties such as ultimate tensile strength and elongation-at-break of the samples were obtained by tensile test. Furthermore, the thermal properties such as glass transition temperature (Tg) and storage modulus were measured by a dynamic mechanical thermal analysis (DMTA). Ultimately, a molecular dynamics simulation was used to determine the effect of annealing temperature on the interaction energy between the epoxy and polyurethane. In this respect, the chemical structure of the EP/PU composites was characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM), UV-Vis diffuse reflection (DRS) and thermogravimetric analysis (TGA).

    Findings

    The results showed that the Tg and mechanical properties of EP resin strongly depended upon cure temperature and plasticizer phase. The optimal values of parameters A, B and C for maximum tensile strength were 4% by weight, 100°C and 2.4 h, respectively.

    Keywords: RSM, CCD method, epoxy-polyurethane composite, mechanical properties, post curing time, post curing temperature
  • Javad Toulabi, Mohammad Khabiri *, Mohammad Reza Pourhossainy, Mohamoud Razavizadeh, Milad Saadat Tagharoodi Pages 497-507
    Hypothesis

    High energy absorption capacity of rubber foam, during the large compression deformations of cell structure, is an important variable that is considered by engineers as a design criterion. In this respect, the energy absorption behavior of acrylonitrile butadiene rubber (NBR) foam with different densities was studied by efficiency and acutest parameters.

    Methods

    The closed cell NBR foams with densities of 0.51, 0.63, 0.72 and 0.79 g/cm3 were prepared by changing the amount of compound in the equal volume of the mold. The cell morphology and compressive properties of the foams were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and compression tests, respectively.

    Findings

    The cell morphology analysis has indicated that by decreasing the foam density, the average cell diameter becomes larger, the number of cells per unit volume decreases and the cell size distribution becomes heterogeneous. In the compression test, by decreasing density from 0.79 to 0.51 g/cm3, the plateau stress decreases from 750 to 246 kPa and the corresponding stress with the maximum efficiency decreases from 1.13 to 0.27 MPa. In the low stress range, 0.3 MPa, by decreasing density from 0.79 to 0.51 g/cm3, the energy absorption of foam changes from 0.39 to 0.009 MJ/m3. As a result, in the low stress range, lower density foams show more energy absorption. While in the high stress range, higher density foams absorb more energy. For example, in the 1.3 MPa stress, the energy absorption of foams with the density 0.51 g/cm3 and 0.79 g/cm3 is about 0.88 MJ/m3 and 0.1 MJ/m3, respectively. Therefore, the energy absorption capacity of the foam depends on the density and stress range, which determines the maximum allowable stress of the foam based on its density.

    Keywords: rubber foam, nitrile rubber, energy absorption, efficiency parameter, ideality parameter
  • Zahra Sadat Hoseini, Jafar Khademzadeh Yeganeh *, Salar Moradi Pages 509-524
    Hypothesis

    In recent years, due to environmental pollution and sustainability issues, plastic industries have been encouraged to use biodegradable polymers. Poly(lactic acid) (PLA) is one of the most well-known biodegradable polymers with the advantage of bio-based nature. However, the inherent brittleness of PLA is its main disadvantage. The blending technique is the most effective and practical method to overcome the brittleness of PLA.

    Methods

    A highly toughened PLA was prepared through physical melt-blending with ethylene-vinyl acetate (EVA) in the presence of hydrophobic nanosilica and SEBS-g-MA block copolymer compatibilizer. The morphology, thermal properties, mechanical properties, and linear rheology of the samples were investigated.

    Findings

    Transmission electron microscopy (TEM) images revealed that nanosilica is predominantly localized in the EVA droplets and at the interface of PLA and EVA. Some were also resided in the PLA matrix. Upon incorporating of nanoparticles, the interfacial strength improved and that the average droplet size was decreased. In the presence of compatibilizer, the morphology considerably changed: the dispersed spherical EVA phase turned into the cylindrical shape. Addition of copolymer and nanoparticles decreased the crystallization of PLA in the blends. Addition of 5 phr nanosilica considerably enhanced tensile toughness, elongation-at-break, and impact strength. On the other hand, the simultaneous addition of nanoparticles and compatibilizer dramatically improved the mechanical properties. For example, the elongation-at-break and impact strength of the compatibilized PLA/EVA blend containing 5 phr nanosilica were increased from 7% and 5.1 kJ/m2 to 141% and 71 kJ/m2 (compared to a neat blend), respectively. Finally, the microstructure of the blends was assessed through rheological measurements.

    Keywords: poly(lactic acid), ethylene-co-vinyl acetate, toughening, SEBS-g-MA compatibilizer, hydrophobic nanosilica
  • Aghil Asadi, Mohsen Najafi *, Hossien Bouhnedi, Mehdi Haji Bagherian Pages 525-535
    Hypothesis

    The volume of studies conducted on biopolymeric materials emphasizes the high-consumption of polymers in biomaterial fields, especially in cosmetics industry which must be resistant to different kinds of microorganisms and bacteria. Polymers in this category include acrylate polymers, which are generally made by precipitation polymerization. Carbopol is a brand of acrylic polymer, based on poly(acrylic acid). This polymer is highly used as thickening and gelling agents for its rheological features. By chemically induced antimicrobial agents into the carbopol structure, microgels of inherently antimicrobial properties are obtained with effective applications in personal and public health applications, including combating and controlling corona epidemics (Covid 19).

    Methods

    In this study, it has been tried to improve the antibacterial nature of Carbopol by its bonding and surface modification with different amounts of cationic monomer acryloyl oxyethyl trimethyl ammonium chloride (A.Etac). In this work, for the first time, we attempted to modify the surface of carbopol by ultrasound. We also studied the swelling rate of the sample before and after surface modification in aqueous, alcoholic and salt solutions. Infrared spectroscopy (IR), scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive X-Ray analysis (SEM-EDX), antibacterial, rheometry and swelling tests were used to evaluate the chemical surface modification of Carbopol microparticles to achieve the stated goals. Antibacterial properties of the samples were evaluated by gram-negative bacteria (E. coli) and gram-positive bacteria (S. aureu) by plate count agar method.

    Findings

    Experimental results showed that the modified carbopol was significantly resistant to the bacteria. It should be noted that the samples showed more resistance to gram-positive bacteria than gram-negative bacteria. The results of rheological analysis also showed that the gel strength significantly increased after surface chemical modification. In addition, modified samples showed higher swelling in water and biological media (0.9% brine)

    Keywords: carbopol, trimethyl ammonium chloride (methacryloyloxyethyl), surface modification, antibacterial properties, ultrasonic waves
  • Mohammad Reza Rostami Darounkola *, Hossein Bouhendi, Mehrdad Seifali Abbas-Abadi, Seyed Mohammad Mehdi Mortazavi, Saeid Ahmadjo Pages 537-551
    Hypothesis

    Poly(α-olefins) have non-polar structures and the development of polarity with different functionalities expands their application. The structure, number and size of the branches of the main chain affect the properties and design of new macromolecules. Active groups in α-olefin chains improve their interaction with silica nanoparticles. Furthermore, the amount of crosslinking changes the adsorption properties of hydrocarbon solvents.

    Methods

    The free radical copolymerization of 1-hexene and 1-decene with maleic anhydride was performed under different conditions. The structure and thermal properties of α-olefin (6 and 10 carbon) -maleic anhydride comb-like copolymers with different numbers and sizes of branches were investigated by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), proton nuclear magnetic resonance (1H NMR), gel permeation chromatography (GPC) and thermogravimetric and differential thermal analysis (TGA/DTGA) methods. The effect of functionalized monomers of 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA) and 3-chloro-2-methylpropene (3-C2MP) on the copolymerization reaction and their final structure was investigated. Polymerization reactions of styrene, maleic anhydride and 1-hexene were performed in the presence of silica nanoparticles. New hydrogels were synthesized with esterified poly1-hexene/ maleic anhydride with 2-decanol. The steps of nanohybrid and hydrogel synthesis and their thermal properties were characterized by FTIR and TGA/DTGA methods.

    Findings

    Various functionalized 1-hexane and 1-decen/ maleic anhydride comb-like copolymers with different molecular structures were synthesized and characterized. The results showed that by increasing the branch size of α-olefin from 4 to 8 carbons, the reaction conversion percent decreases and the branched of 2-EHA comonomer increases the reaction conversion. In the obtained nanocomposite, there is an interaction between maleic anhydride monomer and silica nanoparticles. Styrene/1-hexene/maleic anhydride nanocomposites containing 4 and 5.6% by weight of nanosilica were also synthesized. Structural design including functionalities and branch size, and also reaction conditions have a great influence on the properties of synthesized macromolecules and hydrogels.

    Keywords: α-olefine, functionalization, comb-like copolymer, silica nanohybrid, Hydrogel