فهرست مطالب
فصلنامه بسپارش
سال چهاردهم شماره 2 (پیاپی 51، تابستان 1403)
- تاریخ انتشار: 1403/06/01
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحات 3-15
رزین پلی بوتادی ان پایان یافته با هیدروکسیل به عنوان پیش پلیمر در تهیه پیونده طی تولید پیشرانه جامد مرکب در صنایع نظامی استفاده می شود. امروزه، خواص منحصربه فرد این رزین و مشتقات آن موجب گسترش درخور توجه کاربردهای تجاری آن شده است. در این مقاله، انواع کاربردهای تجاری پلی بوتادی ان پایان یافته با هیدروکسیل بررسی می شود. بررسی منابع علمی نشان می دهد، با افزودن مقادیر اندکی پلی بوتادی ان پایان یافته با هیدروکسیل به عنوان افزودنی، خواص مکانیکی، به ویژه مقاومت ضربه ای انواع کامپوزیت ها و رزین های گرماسخت به طور شایان توجهی بهبود می یابد. بنابراین، استفاده از این رزین در تهیه چسب و درزگیر و نیز تهیه غشاهای ضدآب با قابلیت های منحصربه فرد برای کاربردهای گوناگون مانند صنعت نفت مورد توجه قرار گرفته است. افزون بر این، پلی بوتادی ان پایان یافته با هیدروکسیل قابلیت استفاده به عنوان افزودنی برای افزایش مقاومت دی الکتریک، به ویژه در صنعت خودرو را داراست. در ادامه به استفاده از آن در سامانه های دارورسانی، صنعت تولید روغن های روان ساز و اصلاح قیر پرداخته می شود. با وجود قیمت زیاد این رزین، پیش بینی می شود تا استفاده از آن به عنوان ماده اولیه تهیه و طراحی مواد جدید در آینده نزدیک روبه رشد باشد.
کلیدواژگان: پلی بوتادی ان پایان یافته با هیدروکسیل، مقاومت ضربه ای، چسب، غشاهای ضدآب، مقاومت دی الکتریک -
صفحات 16-26
در پست های فشار قوی برق مستقر در مجاورت کارخانه های صنعتی و مناطق با شرایط آب و هوایی ساحلی، آلودگی مقره به شدت بر قابلیت اطمینان شبکه انتقال اثر می گذارد. به دلیل اهمیت بسیار زیاد مقره در زمینه انتقال برق، نیاز به افزایش قابلیت اطمینان این تجهیزات با بهره گیری از روش های مختلف وجود دارد. روش های رایج شامل شست و شوی دوره ای و روغن کاری و استفاده از پوشش های پلیمری لاستیک سیلیکون ولکانیده در دمای محیط (RTV) است. در این میان، پوشش های پلیمری به دلیل عملکرد بسیار خوب در شرایط محیطی آلوده، مقاومت دربرابر عوامل جوی و ذرات معلق و همچنین طولانی ترکردن عمر و کاهش هزینه تعمیر و تعویض مقره ها به عنوان روش کارآمدی در دنیا مطرح شده اند. در سال های اخیر، گزارش های متعددی درباره استفاده از علم و فناوری نانو به منظور بهبود خواص مقره ها ارائه شده است. امروزه استفاده از نانوپوشش های برپایه RTV در بسیاری از کشورها موضوعی متداول بوده و بازدهی مناسبی به همراه داشته است. از این رو، امکان سنجی، بهینه سازی و انتخاب پوشش مناسب برای اعمال روی مقره های نصب شده در مناطق مختلف کشور متناسب با وضعیت آب و هوایی مختص آن منطقه ضروری به نظر می رسد. در این مقاله، راهکار افزودن نانومواد برای رفع مشکلات پوشش های پلیمری لاستیک سیلیکون اعمال شده بر مقره های خطوط فشار قوی استفاده شده در صنعت برق مرور شده است. رایج ترین نانوذرات استفاده شده برای بهبود خواص پوشش ها، نقش این پرکننده ها در اصلاح خواص پوشش و چالش های موجود در توزیع یکنواخت نانوذرات در ماتریس پلیمری نیز بررسی شده است.
کلیدواژگان: نانوپوشش پلیمری خودتمیزشونده، ابرآب گریز، مقره، لاستیک سیلیکون، افزایش طول عمر -
صفحات 27-40
نقاط کوانتومی کربن زیرمجموعه خاصی از نانوذرات کربنی با اندازه حدود nm 10 هستند. از خواص منحصربه فرد آن ها می توان به سمیت کم، بی اثری شیمیایی، زیست سازگاری عالی و رفتار درخشایی تنظیم پذیر با اصلاح سطح اشاره کرد. منابع خام متعددی برای تهیه نقاط کوانتومی کربن در طبیعت وجود دارد که هر یک اثر متفاوتی بر خواص این ذرات دارند. تا کنون برای تهیه این ذرات روش های متعددی از جمله برسایش لیزری، تابش ریزموج، واکنش گرمابی، اکسایش الکتروشیمیایی، بازروانی و فراصوت دهی به کار گرفته شده اند. نقاط کوانتومی کربن به دلیل اندازه ذرات کوچک دارای خواص فلوئورسان تنظیم پذیر قوی هستند. از این ذرات می توان در کاربردهای متنوع مانند نورکاتالیزگر، حسگر یونی، تصویربرداری زیستی، تشخیص فلزات سنگین، تصفیه برجذبی، ابرخازن، ساخت غشا و تصفیه آلودگی آب بهره برد. در سال های اخیر، پژوهش ها در زمینه استفاده از نقاط کوانتومی کربن در مواد پلیمری، به ویژه مواد کامپوزیتی تقویت شده با این نانوذرات، مورد توجه قرار گرفته اند. این مسئله به دلیل خواص منحصربه فرد نقاط کوانتومی کربن از قبیل تجدیدپذیری، پایداری، خواص مکانیکی زیاد، سبکی و ارزانی آن هاست. هدف از این مقاله، بررسی خواص فیزیکی، شیمیایی و پایداری نقاط کوانتومی کربن و معرفی انواع مواد اولیه، روش های ساخت و کاربردهای آن ها، به ویژه در صنعت لاستیک است. درنهایت، پیشرفت های اخیر در زمینه استفاده از نقاط کوانتومی کربن در محصولات لاستیکی و اثر آن ها بر خواص مکانیکی و دینامیکی مرور می شود.
کلیدواژگان: نقاط کوانتومی کربن، لاستیک، پرکننده، نانوکامپوزیت، تقویت کننده -
صفحات 41-48رنگ دانه های صدفی گونه خاصی از مواد طبیعی یا سنتزی هستند که به دو دسته بی بستر (بیسموت اکسی کلرید، آهن اکسید میکایی و تیتانیم دی اکسید ورق ه ای) و با بستر پوشش یافته (میکای طبیعی پوشش یافته با اکسید فلزات نظیر تیتانیم دی اکسید، آهن اکسید و آلومینیم اکسید) تقسیم می شوند. از رنگ دانه های صدفی به دلیل خواص ویژه نظیر ایجاد فام های مختلف با تغییر زاویه دید، مقاومت گرمایی زیاد، مقاومت زیاد دربرابر نفوذپذیری و درخشندگی به صورت مستربچ در صنایع مختلف نظیر پلاستیک و بسته بندی، آرایشی و بهداشتی، خودروسازی، نساجی و غیره استفاده می شود. امروزه کاربرد مستربچ ها به دلایل مختلف نظیر بهبود پراکنش و توزیع ذرات، کیفیت عالی محصولات، کاهش هزینه های مصرفی، حفظ سلامت کارکنان و غیره رو به افزایش است. مستربچ ها ترکیبات غلیظی هستند که برای ساخت و بهبود خواص رنگ و همین طور کاهش قیمت تمام شده محصولات در هنگام تولید به پلیمرها اضافه می شوند. مستربچ از سه جزء پلیمر، رنگ دانه یا پرکننده و عامل سازگارکننده تشکیل می شود. از میان روش های ساخت مستربچ ها، رایج ترین روش استفاده از اکسترودرهای دوپیچی است. به طور کلی، برای ساخت مستربچ با اکسترودر از 3 روش پیش اختلاط، تغذیه مجزا و رنگ همانندی استفاده می شود. هدف از مقاله حاضر، بررسی رنگ دانه های صدفی، روش های کلی ساخت مستربچ های پلاستیکی و صدفی و کاربردهای آن ها در صنایع مختلف است.کلیدواژگان: مستربچ، کامپوزیت، رنگ دانه صدفی، اکسترودر، اختلاط مذاب
-
صفحات 49-62
امروزه مردم در محیط زندگی و کار خود درمعرض تابش قرار می گیرند. تجهیزات و وسایل الکترونیکی با توسعه علم و فناوری الکترونیک به طور گسترده در زمینه های مختلف استفاده می شوند. به کارگیری بیش از حد وسایل الکترونیکی به مسائل جانبی ناخواسته و نامطلوب منجر می شود که نوعی آلودگی جدید به نام تداخل الکترومغناطیسی را ایجاد می کند. اگرچه فلزات سنتی و آلیاژ های آن ها می توانند به عنوان مواد حفاظ تداخل الکترومغناطیسی به خوبی عمل کنند، اما وزن سنگین، هزینه بری زیاد و همچنین مقاومت ضعیف دربرابر خوردگی کاربرد آن ها را در این زمینه محدود می کند. بنابراین، به تدریج توجه بیشتری به مواد حفاظ تداخل الکترومغناطیسی سبک وزن معطوف شده تا با روند تجهیزات الکترونیکی سبک وزن و بسیار یک پارچه مواجه شوند. مواد پلیمری و کامپوزیت های آن ها به دلیل ویژگی هایی مانند وزن سبک، مقاومت دربرابر خوردگی خوب، خواص برتر الکتریکی، گرمایی، مکانیکی و مغناطیسی به عنوان مواد حفاظ تداخل الکترومغناطیسی استفاده شده اند. این مواد سبک وزن با عملکرد حفاظتی خوب، تداخل الکترومغناطیسی کاربردهای بالقوه بیشتری در ارتباطات، الکترونیک، هوافضا، نظامی و غیره پیدا خواهند کرد. در این مقاله پدیده تداخل الکترومغناطیسی و انواع حفاظ های آن به وسیله پلیمرها و کامپوزیت های آن و میزان اثربخشی آن ها مرور شده اند.
کلیدواژگان: موج الکترومغناطیسی، حفاظ تداخل الکترومغناطیسی، مواد سبک وزن، اثربخشی حفاظ، کامپوزیت با ماتریس پلیمری -
صفحات 63-72
چارچوب های فلزی-آلی (MOFs) را می توان مواد بلوری متخلخلی تعریف کرد که از سنتز شبکه یون ها و خوشه های فلزی به صورت گره و مولکول های آلی به شکل لیگاند تشکیل شده اند. انعطاف پذیری اجزای تشکیل دهنده به گزارش بیش از 20000 چارچوب فلزی-آلی متفاوت منجر شده است. از جمله معروف ترین این نوع چارچوب ها می توان به MOF-5 اشاره کرد. این مواد به چهار دسته چارچوب های نسل یک، دو، سه و چهار تقسیم بندی می شوند. روش های مختلف برای سنتز چارچوب های فلزی-آلی وجود دارد که از متداول ترین آن ها می توان به روش حلال گرمایی اشاره کرد. چارچوب های فلزی-آلی گاهی نسبت به سایر مواد متخلخل مانند کربن فعال یا زئولیت ها عملکرد بهتری نشان می دهند. از جمله خواص چارچوب های فلزی-آلی می توان مساحت سطح، تخلخل و حجم منافذ زیاد را نام برد. وجود این ویژگی ها و قابلیت تنظیم و انعطاف پذیری زیاد موجب ایجاد کاربردهای گسترده در زمینه های مختلف شده است. از جمله این کاربردها می توان به ذخیره سازی و جداسازی گازها، کاتالیز، زیست پزشکی مانند دارورسانی، حسگرها، غشاها و تصفیه آب اشاره کرد. در مقاله پیش رو، ضمن معرفی چارچوب های فلزی-آلی، ویژگی های ساختاری و روش های سنتز آن ها، تعدادی از کاربردهای متداول این مواد مرور شده است.
کلیدواژگان: چارچوب فلزی-آلی، مواد متخلخل، مساحت سطح، منافذ، سنتز شبکه -
صفحات 73-80
-
Pages 3-15
Hydroxyl-terminated polybutadiene resin is used as binder prepolymer in the preparation of composite solid propellant in the military industry. Today, the unique properties of this resin and its derivatives have significantly extended their commercial and civilian applications. In this article, various commercial applications of hydroxyl terminated polybutadiene are reviewed. According to previous studies, incorporation of small amounts of hydroxyl terminated polybutadiene can significantly improve the mechanical properties, especially the impact resistance, of various composites and thermosetting resins. We have also addressed the use of this resin in the preparation of adhesives and sealants, as well as the preparation of waterproof membranes with unique capabilities and various applications, such as oil industry. Moreover, this resin can be used as an additive to increase the dielectric strength, especially in the automotive industry. Thereafter, the use of hydroxyl-terminated polybutadiene in drug delivery systems, lubricating oil production and bitumen modification is discussed. Despite the high price of this resin, its use as a raw material for the preparation and design of new materials is expected to grow in the near future.
Keywords: Hydroxyl-Terminated Polybutadiene, Impact Resistance, Adhesive, Waterproof Membranes, Dielectric Strength -
Pages 16-26
For high-voltage transmission lines near industrial plants and in areas with coastal weather conditions, insulation contamination strongly affects the reliability of the transmission network. Due to the great importance of insulation in power transmission, it is necessary to increase the reliability of these equipment through various methods. Common methods include regular washing and lubrication and use of room temperature vulcanized (RTV) silicone rubber polymer coatings. In the meantime, application of polymer coatings perform have been proposed as an efficient method worldwide, due to their very good performance in polluted environmental, resistant to weathering and suspended particles, as well as prolonging the life and reducing the cost of repairing and replacing insulators. In recent years, several reports have been published on the use of nanotechnology to improve the properties of insulators. Today, the use of RTV-based nanocoatings is common in many countries and has brought good results. Therefore, it seems necessary to assess the feasibility, optimization and selection of the appropriate coating to be applied on the insulators installed in different regions of the country are appropriate according to the weather conditions specific to that region. In this article, the solution of adding nanomaterials to solve the problems of silicone rubber polymer coatings applied on high-pressure insulators in the electrical industry is reviewed. The most common nanoparticles used to improve the properties of the coatings, the role of this filler in improving the properties of the coating, and the existing challenges in the uniform distribution of nanoparticles in the polymer matrix are also explained.
Keywords: Self-Cleaning Polymer Nano Coating, Super-Hydrophobic, Insulation, Silicone Rubber, Increasing Lifespan -
Pages 27-40
Carbon quantum dots (CQDs) are a special subset of carbon nanoparticles with average dimensions about 10 nm. Their unique properties include low toxicity, chemical inertness, excellent biocompatibility, and tunable luminescence behavior by surface modification. There are several sources for synthesis of CQDs in nature, each of which has different effects on the properties of these particles. So far, several methods have been used to synthesize CQDs including laser ablation, microwave radiation, hydrothermal reaction, electrochemical oxidation, reflux method and ultrasonication. Due to the small particle size, CQDs have strong tunable fluorescent properties. The usage of these particles has been examined in various fields such as photocatalysis, ion sensor, biological imaging, heavy metal detection, adsorption treatment, supercapacitor, membrane fabrication, and water pollution treatment. Research works on the field of using CQDs in polymer materials, especially CQDs-reinforced composite materials have received attention in recent years. This is due to unique properties of carbon quantum dots such as renewability, stability, high mechanical properties, low weight, and comparatively low cost. This review article is aimed to discuss the physical, chemical and stability properties of CQDs, raw materials and synthesis methods as well as their potential applications in various fields, especially in the rubber industry. Finally, recent developments in the field of using carbon quantum dots in rubber products and their effects on the improvement of mechanical and dynamic properties are reviewed.
Keywords: Carbon Quantum Dots, Rubber, Filler, Nanocomposite, Reinforcement -
Pages 41-48Pearlescent pigments are a special kind of natural or synthetic materials that are divided into two categories without a substrate (bismuth oxychloride, iron mica oxide, and titanium dioxide sheets) and a coated substrate (natural mica coated with metal oxides such as titanium dioxide, iron oxide, and aluminum oxide). Pearlescent pigments due to their special properties such as creating different colors by changing the angle of view, high heat resistance, high resistance to penetration, and brilliance are used in the form of pearlescent masterbatches in various industries such as plastic and packaging, cosmetics, automotive, textile, etc. Today, the use of masterbatches is increasing due to various reasons such as improving the dispersion and distribution of particles, excellent product quality, reducing the production costs, the health issues of employees, etc. Masterbatches are concentrated compounds that are added to polymers to make and improve color properties, as well as reduce the production cost. Masterbatch consists of three components: polymer, pigment or filler, and compatibilizing agent. Among the various methods of making masterbatches, the most common method is use of twin screw extruders (generally twin screw extruders). In general, 3 methods of pre-mixing, divided feeding, and color matching are used to make masterbatch with an extruder. The aim of this article is to investigate pearl pigments, general methods of making plastic and pearl masterbatches, and their applications in various industries.Keywords: Masterbatch, Composite, Pearlescent Pigment, Extruder, Melt Mixing
-
Pages 49-62
Today, people are exposed to radiation in their living and working environment. Electronic equipment and devices are widely used in various fields with the development of electronic science and technology. An excessive use of electronic devices leads to unwanted and undesirable byproduct, which is a novel kind of pollution called electromagnetic interference (EMI). Although traditional metals and their alloys can serve as good electromagnetic shielding materials, their heavy weight, high cost as well as poor corrosion resistance limit their application in this field. Therefore, electromagnetic shielding materials with lightweight are gradually attracting more and more attention to meet the trend of lightweight and highly integrated electronic equipment. Polymer material and their composites have been used as EMI shielding materials due to their characteristics like lightweight, good corrosion resistance, and superior electrical, thermal, mechanical and magnetic properties. These lightweight materials with good EMI shielding performance will find more potential applications in communications, electronics, aerospace, military, etc. In this article, the phenomenon of electromagnetic interference and its type of shielding by polymer materials and its composites and their shielding effectiveness have been reviewed.
Keywords: Electromagnetic Wave, Electromagnetic Interference Shielding, Lightweight Materials, Shielding Effectiveness, Polymer Matrix Composite -
Pages 63-72
Metal-organic frameworks (MOFs) can be defined as porous crystalline materials that formed from the network synthesis of metal ions and clusters as nodes, and organic molecules as ligands. The flexibility of the components has led to the report of more than 20,000 different MOFs. MOF-5 can be mentioned as one of the most famous MOFs. These materials are divided into four categories of first, second, third, and fourth generation frameworks. There are various methods for the synthesis of MOFs, but the most common one is the solvothermal method. Metal-organic frameworks sometimes perform better than other porous materials, such as activated carbon or zeolites. These materials have exceptional properties such as high surface area (6000 m2/g), porosity and high pore volume. The existence of these features along with high adjustability and flexibility have led to wide applications in various fields. Applications like gas storage and separation, catalytic applications, biomedical applications such as drug release, sensors, membranes, and water purification can be mentioned. In this article, in addition to introducing metal-organic frameworks, their structural features and synthesis methods and a number of common applications of these materials have been reviewed.
Keywords: Metal-Organic Framework, Porous Material, Surface Area, Pores, Network Synthesis -
Pages 73-80