توسعه افزودنی ضد میکروبی برای حفاظت از کاربردهای پلیمری انعطاف پذیر

مرجع پلیمر در بازار ایران: شرکت Sanitized، تولید کننده پیشرو محصولات بهداشتی ضد میکروبی برای پلاستیک‌ها و منسوجات، موفق به توسعه محصول جدیدی با نام تجاری Sanitized PL 14-32 جهت حفاظت ضد میکروبی طولانی مدت برای کاربردهای پلیمری انعطاف پذیر در پاسخ به رشد تقاضای بازار جهانی شده است.

شرکت‌هایی که از محصولات زیست کش جهت حفاظت پلیمرها و منسوجات از رشد باکتری و قارچ استفاده می‌کنند با تغییرات بسیاری در سال‌های اخیر مواجه شدند که شامل محدود شدن انواع زیست‌کش‌ها موجود می‌باشد.

برای مثال OBPA زیست کشی می‌باشد که عمدتا برای حافظت PVC و دیگر پلاستیک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما تولیدکنندگان به دنبال جایگزینی OBPA بوده چراکه از ژانویه‌ی سال 2013 فروش این محصول از اتحادیه اروپا خارج گردید. طبق گزارش تولیدکنندگان، جایگزین‌های رایج نظیر DCOIT، BBIT، روی، پریتیون یا IBPC دارای محدودیت‌های مختلف در کاربردهای پلیمری انعطاف پذیر هستند.

کابردهایی که در فضای باز صورت می‌گیرد نیازمند مقرارت بیشتری بوده، به دلیل این که کارایی ضد میکروبی محصولات تحت تاثیر UV و آب می‌باشد. نیازمندی‌های کلیدی شامل پایدرای حرارتی کافی طی فرآیند، تغییر رنگ اولیه و همچنین سازگاری با دیگر افزودنی‌ها در فرمولاسیون می‌شود. علاوه بر این، یک افزودنی نباید اثری بر روی زردشوندگی پس از قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش داشته باشد.

این محصول جهت حفاظت مواد در برابر تاثیرات ناخواسته میکروب‌ها نظیر باکتری ها، کپک، مخمر و جلبک طراحی شده است. تمامی موارد ذکر شد باعث تخریب مواد، لکه ناخوشایند، آلودگی، توسعه بو و تشکیل بیوفیلم می‌شود.

منبع: innovationin textiles

ساخت قرص بلعیدنی توسط داربست‌های پلیمری

مرجع پلیمر در بازار ایران: دوز بسیار زیاد داروهای مورد نیاز برای مبارزه با سرطان با تلاش محققان آژانس علم، فناوری و پژوهش سنگاپور (A*STAR) کاهش یافته است. این گروه تحقیقاتی موفق به توسعه داربست‌ پلیمری شد‌ه‌اند که می‌تواند به داروهایی که مشکل ورود به جریان خون دارند نظیر عوامل ضد سرطان کمک کند.

مکانیزم اثر بر تومورها

بسیاری از داروهایی که سلول‌های تومور را هدف قرار می‌دهند از مولکول‌های هیدروکربنی دافع آب ساخته شده‌اند که نیاز به فرآوری اضافی یا دوزهای بالا برای ورود به محیط‌های زیستی آبی دارند. یک جایگزین ایمن تر، نانواندازه کردن ذرات داروها از nm10 تا nm1000 با استفاده از آسیاب مکانیکی یا تکنیک‌های تبلور خاص است. این داروهای فوق العاده کوچک به راحتی داخل آب شده و در برابر تومورها موثر هستند، اما جلوگیری از انبوهش این ذرات و تشکیل رسوب‌های بزرگ تر با قدرت اثر کمتر مشکل می‌باشد.

محققان A*STAR با استفاده از پلی اتیلن گلیکول و آکریل آمید (PEG-PNIPAM) مشکلات ناشی از تجمع ذرات را کاهش دادند. این پلیمرهای زیست سازگار بسیار در آب محلول هستند و به سبب داشتن زنجیرهای هیدروکربنی شبه سورفاکتانت می‌توانند مولکول‌های دافع آب را پایدار سازند.

تیم تحقیقاتی PEG-PNIPAM را به صورت کره‌های پرشاخه سنتز کرد که با اتصالات عرضی کوتاه کربن تقویت شده است. کره‌های ساخته شده با ترکیبات دارویی نظیر ایبوبروفن مخلوط شده و امولسیونی بین اجزاء آب دوست و آب گریز ایجاد کرد.

مرحله بعد نیازمند روشی برای خشک کردن انجمادی امولسیون می‌باشد به صورتی که به نانوذرات تبدیل گردد، اما این امر مستلزم حل مشکل فراورش می‌باشد. اگر جدایی فاز پیش از انجماد کامل نمونه رخ دهد، بلورهای دارویی تشکیل می‌شوند که نانواندازه نبوده و در برابر تجمع توسط داربست ها پایدار نیستند.

در نتیجه داروها می‌توانند با استفاده از مقدار بسیار کمی از کره‌های PEG-PNIPAM به نانو ذرات با بازده 100 درصد تغییر شکل پیدا کنند. ساختار پلیمری و سطح انشعاب، تاثیر مستقیمی بر روی تثبیت نانو ذرات دارو دارد.

دانلود کامل مقاله:

Drug nanoparticles by emulsion-freeze-drying via the employment of branched block copolymer nanoparticles

تولید زیست پلیمر کیتوسان با وزن مولکولی پایین

مرجع پلیمر در بازار ایران: محققان موسسه MIPT موفق به توسعه روشی برای بدست آوردن کیتین و کیتوسان محلول در آب با وزن مولکولی پایین شده‌اند. این روش بر پایه تخریب کیتین و کیتوسان توسط پلاسما پرتو الکترونی در راکتور شیمیایی پلاسما مخصوص می‌باشد. فناوری جدید زمان لازم برای تولید الیگوساکاریدهای کیتین و کیتوسان محلول در آب را از چند روز به چند دقیقه کاهش می‌دهد. این روش سازگار با محیط زیست بوده و الیگوساکاریدهای فعال زیستی با خواص ضد میکروبی و ضد قارچی بدست می‌آید.

درباره کیتین

کیتین دومین پلیمر زیستی فراوان بعد از سلولز است. در جهان طبیعی، کیتین و کیتوسان به عنوان اجزای اصلی اسکلت خارجی حشرات، سخت پوستان و همچنین بسیاری از قارچ ها و برخی جلبک‌ها را تشکیل می دهند. این ترکیبات دارای کاربردهای بسیاری در صنایع مختلف نظیر کشاورزی، پزشکی، فرآوری مواد غذایی و تولید لوازم آرایش می‌باشند. این ترکیبات به طور مرسم توسط دپلیمریزاسیون شیمیایی تولید می‌شود که نیازمند دماهای بالا و استفاده از هیدروژن پر اکسید، محلول‌های غلیظ اسیدهای آلی و معدنی و هیدروکسید سدیم و دیگر عوامل مضر می‌باشد. تولید کیتین و کیتوسان با این روش منجر به تولید حجم زیادی از فاضلاب‌های صنعتی همراه با اسید و قلیا می‌کند که نیازمند تصفیه می‌باشد.

دانشمندان از فناوری شیمیایی پلاسما به جای هیدرولیز شیمیایی کیتین و کیتوسان استفاده نمودند. این روش در دمای کم و پلاسمای پرتو الکترونی غیر تعادلی صورت می‌گیرد. جهت آزمایش روش جدید، آن‌ها پودر پلی ساکارید را وارد راکتور پرتو الکترونی شیمیایی پلاسما نمودند. در حالی که گازهای مختلف می‌تواند برای پر کردن محفظه واکنش مورد استفاده قرار ‌گیرد، اما بخار آب و اکسیژن، بهترین اثر را در تولید دارد. آزمایش‌های صورت گرفته نشان داد هر چه وزن مولکولی کیتوسان پایین تر باشد، مهار رشد باکتری بیشتر خواهد شد.

دانلود:

Formation of low molecular weight oligomers from chitin and chitosan stimulated by plasma-assisted processes

توسعه کامپوزیت‌های نرم تقویت شده با فیبر یا هیدروژل‌های

مرجع پلیمر در بازار ایران: محققان دانشگاه Hokkaido موفق به ایجاد کامپوزیت‌های نرم تقویت شده با فیبر یا هیدروژل‌های سخت ترکیب شده با پارچه (منسوجات) فیبری بافته شده شده‌اند. این منسوجات بسیار  انعطاف پذیر، سخت‌تر از فلزات و دارای طیف گسترده‌ای از کاربردهای متنوع می‌باشند.

اگر چه این مواد دارای پتانسیل بالقوه به عنوان مواد زیستی ساختاری می‌باشند، اما تا به اکنون هیچ ماده قابل اعتماد و به اندازه کافی قوی برای استفاده طولانی مدت تولید نشده است.

برای حل این مشکل، محققان از هیدروژل‌های حاوی سطج بالایی از آب با پارچه‌ی فیبری شیشه‌ای جهت ایجاد موادی با قابلیت خمیدگی ولی کماکان سخت استفاده نمودند و همچنین از روش مشابه برای تولید پلاستیک‌های تقویت شده استفاده شد. این گروه دریافتند که ترکیبی از ژل‌های پلی آمفوتیل (PA) و پارچه‌ی فیبری شیشه‌ای، مواد کششی قوی تولید می‌کند. روش ساخت این مواد به آسانی غوطه ور کردن فیبرها در محلول PA برای انجام واکنش پلیمریزاسیون می‌باشد.

از نظر انرژی مورد نیاز برای نابودی آن‌ها، هنگامی که به تنهایی استفاده می شود، هیدروژل تقویت شده با فیبر توسعه یافته توسط تیم تحقیقاتی 25 برابر سخت تر از پارچه‌ی فیبری شیشه ای و 100 برابر سخت تر از هیدروژل‌ها هستند. سختی این مواد توسط پیوندهای یونی پویا بین هیدروژل‌ها و لیف افزایش می‌یابد. در نتیجه هیدروژل‌های جدید توسعه یافته 5 برابر سخت‌تر در مقایسه با فولاد کربن می‌باشد.

هیدروژل‌های تقویت شده با فیبر که دارای سطح 40 درصدی از آب می‌باشند بسیار سازگار با محیط زیست هستند. این مواد به دلیل قابلیت اطمینان، انعطاف پذیری و دوام دارای کاربردهای بالقوه متعدد هستند. به عنوان مثال می‌تواند در تاندون‌ها و رباط‌های مصنوعی که  تحت تنش تحمل بار قوی هستند مورد استفاده قرار بگیرند.

دانلود کامل مقاله:

Energy-Dissipative Matrices Enable Synergistic Toughening in Fiber Reinforced Soft Composites

توسه سرامیک‌هایی مقاوم به درجه حرارت‌های بالا توسط پلیمر مایع شفاف

محققان دانشگاه ایالتی کانزاس با استفاده از پنج عنصر سیلیکون، بور، کربن، نیتروژن و هیدروژن موفق به ایجاد پلیمر مایع شده‌اند که می‌تواند به سرامیکی با خواص الکتریکی، نوری و حرارتی با ارزش تبدیل گردد. این پلیمر آب مانند در اثر حرارت به سرامیک تبدیل شده و قابلیت تولید انبوه را دارد.

مرجع پلیمر در بازار ایران: این پلیمر شفاف که همانند آب به نظر می‌رسد، برخلاف پلیمرهای دیگری که شامل سیلیکون و بور هستند دارای چگالی و گرانروی برابر با آب می‌باشد.

این پلیمر مایع بسیار شفاف در دمای اتاق مایع باقی می‌ماند و عمر مفید طولانی‌تری نسبت به دیگر پلیمرها دارد و می‌تواند به سرامیک شیشه مانند بسیار سیاه تبدیل شود.

سرامیک‌ها به دلیل مقاومت در درجه حرارت‌های بسیار بالا ارزشمند هستند و برای کاربردهای مختلف نظیر موتورهای جت، کوره‌های دما بالا و یا حتی مواد اکتشافات فضایی استفاده می‌گردد.

از دیگر مزایای این پلیمر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• پلیمری کم چگال است و می‌تواند برای ایجاد سرامیک‌های سبک وزن مورد استفاده قرار گیرد.
• سرامیک مشتق شده از این پلیمر قابلیت تحمل درجه حرارت‌های بالا تا 1700 درجه سلسیوس را دارد.
• پلیمر می‌تواند الیاف سرامیکی تولید کند.
• پلیمر مایع در پردازش انعطاف پذیر می‌باشد و می‌تواند داخل قالب‌ها ریخته شده، حرارت دیده تا اشکال سرامیکی پیچیده حاصل گردد.
• از آنجا که پلیمر مایع است در نتیجه قابل اسپری می‌باشد و می‌تواند به عنوان رنگ جهت پوشش دهی سرامیک مورد استفاده قرار گیرد.
• هنگامی که با نانو لوله‌های کربن ترکیب می‌شود مواد سیاه رنگی را به وجود می‌آورد که می‌تواند تمام نور را بدون آسیب دیدن جذب کند.
• تولید سرامیک‌هایی با خواص الکتریکی قابل تنظیم اعم از عایق و نیمه هادی می‌کند.

منبع: sciencedaily

توسعه زره شفاف پلاستیکی

محققین در  آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی دریایی (NRL) ایالات متحده موفق به توسعه زره‌های الاستومری گرمانرم شفاف  (زره شفاف پلاستیکی) شده‌اند که باعث کاهش وزن کلی زره‌های مرسوم می شود و کماکان خواص بالستیک عالی خود را حفظ می‌کنند.

زره پلیمری

تیم ترجمه و تولید محتوی مرجع پلیمر در بازار ایران: زره پلیمری شفاف متشکل از لایه‌های متناوب پلیمر الاستومری و یک لایه ماده سخت‌تر می‌باشد. بخش‌های بلورین بسیار کوچک علاوه بر ارائه سختی باعث شفافیت پلیمر می‌گردد. الاستومرهای ترموپلاستیک نرم هستند، همچنین پلیمرهای لاستیکی می‌توانند توسط روش‌های فیزیکی (به جای یک فرآیند شیمیایی) سخت و محکم گردند، در نتیجه این تبلور یا سفت شدن برگشتت پذیر بوده و قادر به تعمیر سطوح زره‌های آسیب دیده می‌باشد.

گرم کردن ماده تا بالای نقطه نرم شدن (در حدود 100 درجه سلسیوس) باعث ذوب بلورهای کوچک می‌شود و قادر به ترمیم مجدد سطوح شکسته می‌شود.

تا به اکنون دانشمندان NRL مواد پلیمری را به عنوان یک پوشش جهت رسیدن به مقاومت ضربه‌ای بهبود یافته بسترهای سخت مورد آزمون قرار دادند. به کار بردن لایه‌های پلی اوره و پلی ایزو بوتیلن باعث افزایش کارایی بالستیکی زره و کاهش امواج انفجار می‌شود.

با به کار گیری الاستومرهای گرمانرم متنوع، دانشمندان قادر به ایجاد مجدد خواص عالی بالیستیکی پوشش‌های پلی اوره و پلی ایزو بوتیلن همراه با مزایایی نظیر سبک‌تر بودن، شفاف بودن نسبت به شیشه‌های ضد گلوله مرسوم و قابلیت ترمیم مجدد شدند.

منبع: rubberworld

توسعه ساختارهای پلاستیکی منحنی شکل سه بعدی توسط نور

گروهی از پژوهشگران دانشگاه کارولینای شمالی موفق به توسعه روشی شده‌اند که با استفاده از نور ورقه‌های پلاستیکی دو بعدی خم شده و به ساختارهای سه بعدی نظیر لوله‌ها و کره‌ها تبدیل می‌شود.

تیم ترجمه و تولید محتوی مرجع پلیمر در بازار ایران: این مطالعه در ادامه پژوهش‌های پیشین صورت گرفته توسط همین تیم تحقیقاتی بر روی ساختارهای سه بعدی خود تاشونده می‌باشد. پیشرفت کلیدی که در حال حاضر بدست آمده این است که به جای تاخوردن پلاستیک در امتداد خطوط مستقیم و ایجاد ساختارهای چند وجهی مکعبی، هرمی و...، صفحات پلاستیکی خم شده و ساختارهای منحنی شکلی ایجاد می‌کنند.

در سال 2011 محققان با استفاده از چاپگرهای جوهرافشان مرسوم، خطوطی را بر روی ورقه‌های پلاستیکی دو بعدی چاپ نمودند. سپس ورقه‌های پلاستیکی توسط یک الگوی خاص بریده شد و زیر نور مادون قرمز قرار گرفت و پس از تابش به ساختارهای سه بعدی خم گردید. این خطوط هنگامی که در برابر نور مادون قرمز قرار می گیرند، انرژی بیشتری نسبت به نقاط شفاف جذب می کنند و در نتیجه تا می شوند. این روش با انواع روش‌های چاپ نظیر چاپ صفحه‌ای و جوهرافشان سازگار بوده و همچنین دارای هزینه کم و توان عملیاتی بالا می‌باشد.

در حال حاضر محققان با کنترل تعداد خطوط و توزیع جوهر بر روی سطح ماده (پلاستیک)، قادر به تولید هر تعداد از اشکال منحنی شده‌اند. در تمام این اشکال از میزان مشابهی جوهر استفاده می‌شود.

پیش از این پژوهش‌های دیگری جهت خم کردن مواد صورت پذیرفته است اما آن‌ها این کار را به وسیله مواد نرم نظیر هیدروژل‌ها انجام دادند. اما در این پژوهش صورت گرفته از ترموپلاستیک‌ها که بسیار سخت‌تر و محکم‌تر از مواد نرم هستند استفاده شد. از مزایای این روش این است که مواد پس از حذف نور همچنان می‌توانند شکل خود را حفظ کنند.

دانلود کامل مقاله:

Controllable curvature from planar polymer sheets in response to light

بطری‌های PEF جایگزین بطری‌های PET

مرجع پلیمر در بازار ایران: شرکت Toyobo Co تولید کننده مواد صنعتی به زودی تولید رزین خاصی را شروع خواهد کرد (بطری‌های PEF) که می‌تواند جایگزین پلی اتیلن ترفتالات (PET) که معمولا در بطر‌های نوشیدنی پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد، شود.

این شرکت اعلام کرده است که بطری‌های تولید شده توسط این رزین، سبکتر، مقاوم‌تر نسبت به ورود هوا می‌باشد و حفاظت بهتری برای تازه ماندن محتویات داخل آن نسبت به بطری‌های PET معمول ارائه می‌دهد. این مواد جدید تحت عنوان پلی اتیلن فورنوآت (PEF) خوانده می‌شوند.

ویژگی اصلی

عبور مقدار کمی از هوا از بطری‌های PET مرسوم، حفاظت اجزای آن را در برابر اکسید شدن مشکل می‌سازد. اما بطری‌های PEF فقط اجازه عبوری یک دهم هوا را نسبت به قبل می‌دهد.

این رزین عملکرد خود را حتی اگر به صورت لایه‌های نازک‌تر پردازش شود، حفظ می‌کند و در نتیجه باعث تولید بطری‌های پلاستیکی سبک‌تر می‌شود. رزین PEF از نیشکر و دیگر گیاهان مشتق شده و این مساله به کاهش انتشار دی اکسید کربن در طول فرآیند تولید کمک خواهد کرد.

منبع: plastemart