تولید سریع وآسان پلیمرهای حاوی سولفور

مرجع پلیمر در بازار ایران: محققان در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی موفق به توسعه یک راه سریع و آسان برای ساخت پلیمرهای حاوی سولفور شده‌اند که هزینه تولید در مقیاس وسیع را کاهش می دهد.

کاهش حجم تولید ضایعات خطرناک در تولید پلیمرهای حاوی سولفور

نتایج این دستاورد در مجله Nature Chemistry and Angewandte Chemie به چاپ رسیده است. توسعه این محصولات جدید پلیمری، باعث کاهش حجم تولید ضایعات خطرناک می‌گردد. این تکنیک جدید SuFEx  نام دارد و برای تبادل فلوراید سولفور است. این روش تولیدی با نوع جدیدی از کاتالیزورها مخلوط شده و باعث افزایش سرعت واکنش می‌گردد. از این محصول جدید می‌توان در ساخت محصولات متنوعی اعم از بطری آب، گوشی‌های موبایل، تجهیزات پزشکی و حتی شیشه‌های ضد گلوله استفاده نمود.

هنگامی که یک مولکول مفید کشف می شود، واکنش های کمی وجود دارد که شیمیدان ها می توانند از آن استفاده کنند که به اندازه کافی ساده و کارآمد باشد تا تولیدات صنعتی را برای مقابله با هزینه بهینه برآورده سازند. در سال 2001، بری شارپلس، برنده جایزه نوبل، یک مفهوم جدید برای شیمی آلی تحت عنوان  "click chemistry" (به معنی شیمی بسیار سریع) را معرفی کرد که مجموعه‌ای از واکنش‌هایی قابل کنترل با واکنش پذیری و بازدهی بالا می‌باشد که نیاز به هیچ گونه خالص سازی ندارد.

محققان زنجیره‌های طولانی از مولکول‌های حاوی سولفور (پلی سولفات و پلی سولفونات) با استفاده از SuFEx click reaction ایجاد نمودند.

 در حالی که پلی سولفات ‌ها به عنوان رقبای پلی‌کربنات‌ها پتانسیل بالایی دارند اما به دلیل عدم وجود فرآیندهای صنعتی قابل اعتماد و مقیاس پذیر، کمتر در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

برای غلبه بر چالش های تولید انبوه پلی سولفات ها و پلی سولفانات های ، تیم TSRI به بررسی کاتالیزورهای مختلف برای بهینه سازی واکنش SuFEx پرداخته است.

دانلود کامل مقاله:

Bifluoride-catalysed sulfur(VI) fluoride exchange reaction for the synthesis of polysulfates and polysulfonates

 

افزایش رسانایی حرارتی پلاستیک‌ها

مرجع پلیمر در بازار ایران: پلاستیک‌های پیشرفته می‌توانند در اجزای محصولات سبک تر، ارزان تر و کارآمدتر از جمله وسایل مورد استفاده در وسایل نقلیه، چراغ ها و رایانه‌ها استفاده شوند، در صورتی که خاصیت حرارت زدایی بهتری داشته باشند.

یک گام امیدوار کننده در این راستا تکنیک جدیدی است که بتواند ساختار مولکولی پلاستیک را تغییر دهد و به خنثی کردن گرما کمک کند. محققان علم مواد و مهندسی مکانیک دانشگاه میشیگان موفق به توسعه فرآیندی ارزان و مقیاس پذیر شده‌اند که در مجله Science Advances به چاپ رسیده است.

پلاستیک‌ها در بسیاری از نقاط جایگزین فلزات و سرامیک‌ها می‌شوند، اما دارای رسانایی حرارتی بسیار ضعیفی هستند که هیچ کس حتی برای کاربردهایی که نیاز به از بین رفتن موثر گرما است آن‌ها را در نظر نمی‌گیرد.

روش‌های پیشین  متمرکز بر اضافه کردن پرکننده‌های فلزی یا سرامیکی به پلاستیک است که دارای محدودیت‌هایی می‌باشد از جمله مقدار زیادی از پرکننده ها باید اضافه شوند، که گران قیمت بوده و می‌توانند خواص پلاستیک را به شیوه‌های نامطلوب تغییر دهند. در عوض، تکنیک جدید از یک فرایند استفاده می‌کند که ساختار مواد را مهندسی می کند.

پلاستیک‌ها از زنجیره‌های بلند مولکولی ساخته شده‌اند که به شکل یک کاسه اسپاگتی درهم پیچیده شده‌اند. همان طور که حرارت از مواد عبور می‌کند، باید از بین این زنجیره‌ها نیز حرکت کند، که این امری بسیار دشوار می‌باشد.

محققان از فرآیندی شیمیایی برای گسترش و صاف کردن زنجیره‌های مولکولی استفاده نمودند که این موجب شد انرژی حرارتی مسیر مستقیم تری را در میان ماده طی کند. در ابتدا محققان یک پلیمر معمولی را در آب حل نمودند و سپس الکترولیت‌ها را به محلول اضافه کردند تا pH آن را افزایش دهد، و آن را قلیایی کند.

منومرها در زنجیره‌های پلیمری دارای بار منفی می‌شوند و یکدیگر را دفع می‌کنند. همانطور که از هم جدا می‌شوند، زنجیره‌های مارپیچ تنگ از هم باز می شوند. در نهایت، محلول آب و پلیمر بر روی صفحات اسپری می شوندکه آن را به یک فیلم پلاستیکی جامد تبدیل می کند.

در این حالت زنجیره‌های پلیمری پیچ خوردگی نداشته و محکم بر روی یکدیگر قرار می‌گیرند و باعث رسانایی بهترحرارت می‌شود.

مولکول های پلیمری رسانش گرما را با ارتعاش انجام می دهند و یک زنجیره مولکولی سخت تر می تواند به راحتی ارتعاش ایجاد کند.

محققان مطالعات بسیاری بر روی تغییر ساختار مولکولی پلیمرها جهت مهندسی خواص مکانیکی، اپتیکی یا الکترونیکی انجام داده‌اند، اما پژوهش‌های بسیار کمی بر روی روش های طراحی مولکولی برای مهندسی خصوصیات حرارتی آنها مورد بررسی قرار گرفته است. در حالی که جریان حرارتی در مواد اغلب فرآیندی پیچیده است، حتی پیشرفت های کوچک در هدایت حرارتی پلیمرها می‌تواند تاثیر زیادی در تکنولوژی داشته باشد.

در حال حاضر این تیم تحقیقاتی به دنبال استفاده از حلال‌های آلی برای پلیمرهای نامحلول در آب می‌باشد.

دانلود کامل مقاله رسانایی حرارتی پلاستیک‌ها:

High thermal conductivity in electrostatically engineered amorphous polymers

پوشش دهی تجهیرات پزشکی با پلیمری هوشمند جهت افزایش ایمنی

مرجع پلیمر در بازار ایران: باکتری مقاوم در برابر آنتی بیوتیک که سطوح و تجهیزات پزشکی را آلوده می کند، باعث افزایش سالانه تعداد بیماران در بیمارستان ها و کلینیک ها می شود. محققان موفق به توسعه پلیمری هوشمند شده‌اند که هنگام شناسایی آلودگی باکتریایی تغییر رنگ داده و آنزیم‌های ضد میکروبی طبیعی را آزاد می‌کند.

در گذشته برای حل این مشکل پوشش‎های پلیمری غنی شده با نانوبلورها مورد استفاده قرار می‌گرفت که یون‎های نقره را به آرامی آزاد می‌کردند. این پوشش‎ها خاصیت ضد باکتری داشتند اما با گذشت زمان قابلیت خود را از دست می‎دادند.

محققان توانستند با جایگزینی نانوذرات طلا روش جدیدی را توسعه دهند. این کریستالهای کوچک دارای ویژگیهای نوری حساس هستند، چون برهم‎کنش آن‎ها با نور در اثر برهم‎کنش با ترکیبات زیستی تغییر می‎کند. اما برای ترکیب کردن ایمن نانوذرات طلا با پلیمرها نیازمند نوع جدیدی از پرکننده‌های نانویی می‌باشد. نانو پرکننده‎ها عوامل شیمیایی کوچکی هستند که در زمینه کامپوزیت پلیمری توزیع شده‎اند.

روش مورد استفاده توسط این گروه شامل ترکیب نانوذرات طلا با آنزیم‎های لیسوزیم کشنده باکتری است. سپس این ترکیبات به نانوذرات بزرگتر متخلخل سیلیکا متصل می‎شوند. این نانوذرات سیلیکا از داروهای آنتی‎بیوتیک پر شده‎اند. این ساختار در حالت عادی نور فلورسنت قرمز از خود ساطع می‎کند. به هر حال، زمانی که باکتری وجود داشته باشد، آنزیم‎ها نانوکلاسترهای طلا و سیلیکا را شکافته و همزمان با رهاسازی آنتی‎بیوتیک اثر فلورسنت نیز از بین می‎رود.

آزمایش‌های این تیم تحقیقاتی نشان داد که در مقایسه با یون‎های نقره، این ترکیبات انحلال‌پذیری کمتر دارند. از طرف دیگر با استفاده از تغییر رنگ تجهیزات مورد استفاده در دستگاه پرتوی ایکس دندانپزشکی زیر پرتوهای ماورای بنفش، امکان تعیین سطح باکتری‎‌ها وجود دارد.

دانلود کامل مقاله:

Colloidal Gold Nanoclusters Spiked Silica Fillers in Mixed Matrix Coatings: Simultaneous Detection and Inhibition of Healthcare-Associated Infections

توسعه فوم فنولیک جدید

مرجع پلیمر در بازار ایران: شرکت  FTI موفق به توسعه فوم فنولیک با نام تجاری FibaTherm شده است که به آسانی پردازش شده، سریع سخت گردیده و دارای حداقل آتش زایی می‌باشد، همچنین عملکرد FST عالی را ارائه می‌دهد.

اهمیت فوم فنولیک

فوم‌های فنولیک زمانی که در حضور آتش، دود و سمیت موجود هستند به عنوان ماده‌ای کلیدی و عملکردی محسوب می‌شود. با این وجود، دستیابی به مواد فنولی آسان نبوده و فوم‌های دمشی دارای مشکلاتی نظیر آتش زایی می‌باشد.

این فوم فنی سنتزی با استحکام فشاری خوب می تواند به صورت قطعه های برش داده شده یا مایع دو جزئی عرضه شود. این مساله این امکان را ایجاد می کند که فوم های FibaTherm  به شکل های پیچیده و لوله مانند قابل قالب گیری باشد.

این فوم دو جزئی به گونه ای طراحی شده است که فرآیند را آسان و سریع نماید. دو جزء رزین و فعال کننده می تواند از طریق میکسر دستی یا مکانیکی قبل از تزریق یا ریختن در داخل قالب، مخلوط شود. با قالب هایی که تا 50-80 درجه سانتی گراد گرم می شوند، مخلوط در 15-20 دقیقه پخت می شود. از آن جایی که این دو جز در فرآیندی گرمازا قرار دارند، این مایع منبسط شده تا در نهایت منجر به بسته شدن قالب گردد.

قالب گیری شکلی به خصوص به این روش اتلاف ماده را به حداقل مقدار ممکن می رساند. بنابراین استفاده از FibaTherm ™ L می تواند به طور قابل توجهی اقتصادی تر باشد. یکی از ویژگی های کلیدی فوم فنولیک FibaTherm L این است که، با وجود ضخامت متغیر داخل قالب، یک قطعه قالب گیری شده در ثبات تراکم کامل در همه طول و عرض طراحی شده تولید خواهد شد.

منبع: specialchem

کتاب اصول سیستم‌های پلیمری (نسخه ششم)

کتاب اصول سیستم‌های پلیمری (نسخه ششم)

نویسندگان: Ferdinand Rodriguez, Claude Cohen, Christopher K. Ober, Lynden Archer

سال چاپ: 2014

ناشر: CRC Press

• بحث دقیق تر در مورد سینتیک بلورینگی، تبلور ناشی از فشار، کوپلیمرهای دسته‌ای، پلیمرهای کریستال مایع و ژل‌ها
• ارائه روش‌های جدید پلیمریزاسیون رادیکالی
• بررسی پلیمریزاسیون افزایشی و بحث در مورد پلیمریزاسیون پلی استایرن و پلی وینیل کلراید
• اطلاعات به روز شده در مورد مدل‌ها و نتایج تجربی خاصیت کشسانی لاستیک
• بحث در مورد شکست پلیمرهای شیشه‌ای و نیمه بلوری
• ارائه بخش‌های جدیدی در رابطه با شکست الاستومرها، انتشار در پلیمرها و تشکیل غشاء
• بررسی پوشش جدید پلیمرها از منابع تجدیدپذیر

دانلود کتاب

توسعه چسب سدگر جدید برای بسته‌بندی انعطاف پذیر

مرجع پلیمر در بازار ایران: شرکت Dow Chemical موفق به توسعه چسب جدیدی با نام تجاری ADCOTETM L86-500 شده است که به حداکثر رساندن بهره وری از منابع، صرفه جویی در هزینه بسته بندی، افزایش قابلیت بازیافت و بهینه سازی عمر مفید بسته بندی مواد غذایی کمک شایان توجهی می‌کند. این چسب با خاصیت سدگری پایه تمام الفینی دارد و می‌تواند جایگزین بسته‌بندی‌های پایه PET شود. این نوآوری جدید در نمایشگاه Interpack 2017 رونمایی گردید.

ADCOTETM L86-500 حفاظت بیشتری را در برابر اکسیژن و رطوبت فراهم می‌کند. این چسب امکان تولید بسته بندی را فراهم می‌آورد که با روش‌های استاندارد قابل بازیافت و طول عمری مشابه با بسته بندی‌های پایه PET داشته باشد. این چسب برای اولین بار برای کاربردهای حساس به عطر و سدگیری نظیر کیسه‌های قهوه وحبوبات، بسته‌های غذایی حیوانات خانگی و همچنین بسته‌های دستمال مرطوب معرفی شد. هنگام جایگزینی PET با این محصول تمام الفینی، مقدار گرمایی که برای درزگیری بسته‌بندی اعمال می‌شود، کاهش می‌یابد.

منبع: packagingnews

توسعه پلاستیک مقاوم در برابر ضربه توسط Toyota و Mitsui

مرجع پلیمر در بازار ایران: شرکت Toyota Boshoku با همکاری Mitsui Chemicals موفق به تجاری سازی پلاستیک مقاوم به ضربه شده‌اند که باعث بهبود کیفیت رزین در برابر ضربه می‌گردد.

پلاستیک مقاوم به ضربه

پلاستیک مقاوم به ضربه که به عنوان اصلاح کننده رزین مورد استفاده قرار می‌گیرد، یک آلیاژ پلیمری می‌باشد که توسط مرکز تحقیق و توسعه تویوتا توسعه یافته است. این آلیاژ پلیمری از پلی آمید 11 (رزین پایه زیستی)، پلی پروپیلن (رزین پایه نفتی)  و سازگار کننده‌ی شرکت Mitsui Chemicals ساخته شده است. با کنترل ساختار فاز  پلی آمید 11 و پلی پروپیلن در سطح نانو، یک ساختار جذب کننده ضربه موثری ایجاد می‌شود که دارای ویژگی‌های مقاومتی در سطح بالا می‌باشد.

این محصول نه تنها برای بخش‌های داخلی خودرو نظیر صندلی و درب‌ها، بلکه می‌تواند برای سایر قطعات خودرو که نیازمند مقاومت ضربه بالایی می‌باشد مورد استفاده قرار گیرد. همچنین استفاده از این فناوری نیز به افزایش امنیت خودرو کمک خواهد کرد.

منبع: bioportfolio

توسعه فرآیندی جدید جهت تولید لاستیک و پلاستیک‌ پایدار

مرجع پلیمر در بازار ایران: یک تیم علمی از سه دانشگاه Delaware، Minnesota و  Massachusetts موفق به توسعه فرآیندی با بازدهی بالا و کم هزینه برای ساخت بوتا دی ان از منابع تجدید پذیر مانند درختان، علفزارها و ذرت شده‌اند.

پلاستیک‌ها و لاستیک مصنوعی از بوتا دی ان، مولکولی که به طور سنتی از نفت یا گاز طبیعی ساخته می‌شود، تولید می‌شوند. این پژوهش می‌تواند صنایع پلاستیک و لاستیک چند میلیارد دلاری را تغییر دهد.

بوتا دی ان جزء اصلی شیمیایی در گستره وسیعی از مواد موجود در سراسر جامعه است. هنگامی که این چهار مولکول کربن در بوتا دی ‌ان تحت واکنش شیمیایی قرار می‌گیرند و زنجیرهای بلندی به نام پلیمر را تشکیل می‌دهند، لاستیک استایرن بوتا دی ان (SBR) تشکیل می‌شود که برای ساخت لاستیک‌های خودرو مقاوم در برابر سایش استفاده می‌شود.

در دنیای پلاستیک، بوتا دی ان جزء اصلی شیمیایی آکریلونیتریل بوتا دی ان استایرن (ABS) است که می‌تواند به شکل های سفت و سخت قالب گیری شود. پلاستیک ABS سخت برای ساخت کنسول‌های بازی ویدئویی، قطعات خودرو، کالاهای ورزشی، وسایل پزشکی و دیگر محصولات مورد استفاد قرار می‌گیرد.

شیمی جدید شامل یک فرایند سه مرحله‌ای است که از قندهای حاصل از زیست توده آغاز می‌شود. تیم تحقیقاتی با استفاده از فناوری توسعه یافته در داخل CCEI، قندها را به ترکیبات حلقوی فورفورال تبدیل نمودند. در مرحله دوم فورفورال را به ترکیب حلقوی دیگری با نام تترا هیدرو فوران (THF) پردازش نمودند. و در مرحله آخر آن‌ها با استفاده از کاتالیست جدید توسعه یافته تحت عنوان phosphorus all-silica zeolite، تترا هیدرو فوران را به بوتا دی ان با درصد بازده بیش از 95% تبدیل نمودند.

دانلود کامل مقاله تولید لاستیک و پلاستیک‌ پایدار:

Biomass-Derived Butadiene by Dehydra-Decyclization of Tetrahydrofuran

تولید الکتریسیته از فاضلاب توسط الکترود پلیمری

مرجع پلیمر در بازار ایران: پژوهشگران دانشگاه Cornell موفق به ایجاد الکترود پلیمری جدید و مقرون به صرفه برای تصفیه آلاینده‌های فاضلاب شده‌اند.

ابتدا محققان الکترودهای نانو الیاف کربن ایجاد نموده، سپس آن‌ها را با پلیمر رسانا پلی (3و4-اتیلن دی اکسی تیوفن) (PEDOT) پوشش دادند که می‌تواند با الکترودهای پوشش داده شده با کربن موجود در بازار رقابت کند. هنگامی که پوشش PEDOT اعمال می‌شود، یک لایه فعال الکتریکی از باکتری - Geobacter sulfurreducens - به طور طبیعی برای ایجاد الکتریسیته و انتقال الکترون‌ها به الکترود جدید رشد می‌کند.

با توجه به تحقیقات انجام شده، نانو الیاف رسانا سطح مطلوبی را برای این نوع باکتری ایجاد کرده که باعث تجزیه آلاینده‌ها از فاضلاب و تولید الکتریسیته می‌شود.

الکترود نانو الیاف کربن به دلیل تخلخل بالا، مساحت سطح و زیست سازگاری با باکتری مورد استفاده قرار می‌گیرد و با پوشش دهی با PEDOT عملکرد آن بهبود می‌یابد.

دانلود کامل مقاله:

Performance of electro-spun carbon nanofiber electrodes with conductive poly(3,4-ethylenedioxythiophene) coatings in bioelectrochemical systems

 

پوشش سطوح سیمانی با رزین سلیکونی شرکت WACKER

مرجع پلیمر در بازار ایران: شرکت WACKER از بایندر جدید خود با نام تجاری SILRES® BS 6920 جهت اشباع سازی بسترهای سیمانی در نمایشگاه ECS 2017 رونمایی کرد. این بایندر جدید یک رزین با ویسکوزیته پایین بر پایه فناوری آلفا-سیلان می باشد و می تواند به عنوان عامل اشباع کننده آماده مصرف و پوشش‌های نازک جهت کف‌های بتنی استفاده شود. کف‌هایی با حفاظت عالی در برابر لکه ایجاد می‌کند و دارای اثر تشدید رنگ می‌باشد. خاصیت دفع چرک فرمولاسیون‌های بر پایه SILRES BS 6920 آنها را از عوامل اشباع کننده متداول، متفاوت می سازد. هچنین این رزین فاقد حلال بوده و به آسانی قابل پردازش است.

رزین سلیکونی

SILRES® BS 6920 یک پلی اتر دارای گروه‌های آلفا سیلان می باشد که در تماس با رطوبت سخت می‌شود. ساختار شیمیایی آن برای به دست آوردن ویسکوزیته کم بهینه شده است. در نتیجه، این رزین به عمق حفره‌های کف سیمان نفوذ کرده و حفرها را به طور کامل پر می‌کند و فیلمی نازک و براق بر روی سطح تشکیل می‌شود. پس از سخت شدن رزین، مواد حاوی آب یا روغن نمی‌توانند به منافذ وارد شوند. بنابراین، این رزین جدید حفاظت عالی در برابر لکه ها ایجاد کرده و حتی مواد موجود در سطح را برای مدت زمان طولانی می‌توان بدون هیچ گونه لکه‌های ماندگار حذف کرد.

عوامل اشباع کننده بر پایه BS 6920 معمولا در دو لایه اعمال می‌شوند. لایه اول موجب استحکام کف می‌شود. لایه دوم یک سطح همگن ایجاد می‌کند که مقاومت مالشی و خراشی سطح را افزایش می‌دهد. برای تسریع زمان سخت شدن معمولا SILRES® BS 6920 با سیلان عامل دار شده با آمینو فرموله می‌شود که چسبندگی خوبی به بسترهای سیمانی دارد و می‌توان پس از 24 ساعت بر روی کف تردد کرد.

SILRES® BS 6920 انعطاف پذیری قابل توجهی را ارائه می دهد و هچنین در فرمولاسیون آن می‌توان از رنگدانه‌ها، پرکننده‌های تقویت کننده و مات کننده‌ها برای تغییر خواص محصولات نهایی خود استفاده کنند.

منبع: specialchem