پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایرانفصلنامه علمی بسپارش2252-044915320251122Application of Recycled Plastics in Producing Sustainable Materials for the Construction and Road Industriesکاربرد پلاستیک های بازیافتی در تولید مصالح پایدار برای صنایع ساختمانی و راه سازی322217010.22063/basparesh.2025.35620.1726FAعهدیه امجدیگروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایرانالهام خلج کریمیمراغه، دانشگاه مراغه، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی، صندوق پستی ۸۳۱۱۱-۵۵۱۸۱Journal Article20241217The use of recycled plastics in the construction industry has been considered as a sustainable solution to reduce environmental pollution and the consumption of natural raw materials and improve the technical properties of these materials. In this study, the use of recycled plastics in the production of concrete, asphalt, bricks, and other construction materials was investigated and their effect on the mechanical properties, durability, and structural performance of the materials was also evaluated. The results show that although replacing traditional materials with recycled plastics may sometimes reduce compressive and tensile strength, it significantly improves workability, moisture resistance, and the thermal and acoustic insulation of the materials, as well as extending their lifespan Also, the use of these materials helps to reduce plastic waste, costs, and the carbon footprint. This study shows that by optimizing the replacement ratio and surface modification of plastics, the performance of construction materials can be improved and an effective step can be taken towards the development of sustainable construction technologies and the circular economy. Despite these advantages, there are challenges such as production costs, long-term durability, and how to process different plastics for use in the production of construction materials that need to be considered. This paper provides a thorough overview of the types of plastics suitable for various materials, processing methods, and the environmental impact of this approach, offering valuable insights into how recycled plastics can reshape the future of the construction industry.استفاده از پلاستیکهای بازیافتی در صنعت ساختوساز بهعنوان راهکار پایداری برای کاهش آلودگی زیستمحیطی و مصرف مواد اولیة طبیعی و ارتقای ویژگیهای فنی این مصالح مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه، کاربرد پلاستیکهای بازیافتی در تولید بتن، آسفالت، آجر و سایر مصالح ساختمانی بررسی و اثر آنها بر خواص مکانیکی، دوام و کارایی مصالح نیز ارزیابی شده است. نتایج نشان میدهد، جایگزینی مصالح سنتی با پلاستیکهای بازیافتی، مقاومت فشاری و کششی مواد را در برخی موارد کاهش میدهد، اما کارایی، مقاومت دربرابر رطوبت و عمر روسازی عایق گرمایی و صوتی را بهبود میبخشد. همچنین، استفاده از این مواد به کاهش پسماندهای پلاستیکی، صرفهجویی در هزینهها و کاهش ردپای کربن کمک میکند. این مطالعه نشان میدهد، با بهینهسازی درصد جایگزینی و اصلاح سطح پلاستیکها، میتوان عملکرد مصالح ساختوساز را بهبود بخشید و گامی مؤثر برای توسعه فناوریهای ساختوساز پایدار و اقتصاد چرخشی برداشت. باوجود این مزایا، چالشهایی نظیر هزینههای تولید، پایداری بلندمدت و چگونگی فراوری پلاستیکهای مختلف برای استفاده در تولید مصالح ساختمانی وجود دارد که باید درنظر گرفته شوند. در این مقاله، انواع پلاستیکهای قابلاستفاده در مصالح مختلف، روشهای فراوری و آثار زیستمحیطی این رویکرد بهتفصیل مرور شده است.http://basparesh.ippi.ac.ir/article_2170_7443bf4043e6dedcdc843d1cb4d7b7de.pdfپژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایرانفصلنامه علمی بسپارش2252-044915320251122Structure and Application of Nanocellulose in Soft Roboticsساختار و کاربرد نانوسلولوز در رباتهای نرم2333217110.22063/basparesh.2025.35582.1716FAهاله خوشنظردانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی شریف0009-0002-9983-7267محمدرضا موحدیاستاد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران0000-0002-5847-5944رضا نقدآبادیاستاد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران0000-0002-1858-1355Journal Article20241020Soft robots and soft actuators have attracted much attention due to their flexibility, which befits them to interact with compliant parts in complex or biological environments. Nanocellulose as an abundant, renewable, biodegradable and biocompatible material with significant mechanical strength, is a great candidate to replace synthetic materials, reinforce materials or obtain anisotropic nanocomposites. Another noteworthy feature of nanocellulose is its high surface area and abundance of hydroxyl groups on its surface. Moreover, it is facile to alter its surface charge or surface chemical properties. Therefore, nanocellulose is a great choice for preparing humidity responsive actuators with high sensitivity and electroactive polymers. Non-uniform deformation of materials, as well as, the induced stress plays a crucial role on the performance of many soft actuators. This condition is achieved by applying non-uniformly an external stimulus, preparing heterogeneous structures including bilayers or multilayer structures, gradient materials or anisotropic nanocomposites, or using electroactive polymers. Nanocellulose is advantageous to prepare the proper structure for non-uniform deformation of material used to fabricate soft actuators. Therefore, the structure of nanocellulose is described and its application in soft robots and actuators is presented in this review.رباتهای نرم و محرکهای نرم بهدلیل انعطافپذیری، که آنها را برای تعامل با قطعات سازگار در محیطهای پیچیده یا زیستی مناسب میکند، توجه زیادی را جلب کردهاند. نانوسلولوز بهدلیل فراوانی، تجدیدپذیری، زیستتخریبپذیری، زیستسازگاری و استحکام مکانیکی درخور توجه آن کاندیدای بسیار خوبی برای جایگزینی مواد سنتزی، تقویت مواد یا ایجاد نانوکامپوزیتهای ناهمسانگرد است. یکی دیگر از ویژگیهای قابل توجه نانوسلولوز، مساحت سطح زیاد، فراوانی گروههای هیدروکسیل روی سطح و آسانی تغییر بار سطحی یا خواص شیمیایی سطح آن است. بنابراین، نانوسلولوز انتخاب بسیار خوبی برای تهیه محرکهای بسیارحساس به رطوبت و پلیمرهای الکتروفعال است. تغییرشکل نایکنواخت مواد و همچنین گرادیان تنش القایی نقش مهمی در عملکرد بسیاری از محرکهای نرم ایفا میکند. این شرایط با اعمال محرک خارجی نایکنواخت، تهیه ساختارهای ناهمگن شامل ساختارهای دولایه یا چندلایه، مواد گرادیانی یا نانوکامپوزیتهای ناهمسانگرد یا استفاده از پلیمرهای الکتروفعال حاصل میشود. نانوسلولوز در تهیه ساختار مناسب برای تغییر شکل نایکنواخت مواد استفادهشده برای ساخت محرکهای نرم مفید است. در این مقاله مروری، ساختار نانوسلولوز و پژوهشهای انجامشده در زمینه کاربرد آن در ساخت رباتها و عملگرهای نرم بحث و بررسی شده است.http://basparesh.ippi.ac.ir/article_2171_c8cb34dbc554d3e41175cfb8f846871e.pdfپژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایرانفصلنامه علمی بسپارش2252-044915320251122Investigation of the Impact of Residual Hoop Stresses on the Lifespan of Polyethylene Pipesبررسی اثر تنشهای باقیمانده حلقوی بر عمر لوله های پلی اتیلن3440217210.22063/basparesh.2025.35599.1721FAعلیرضا عبدیانشرکت آب و فاضلاب استان کرمانمحمدرضا ابراهیمخانیشرکت آب و فاضلاب استان کرمانمصطفی شیخ سامانیشرکت آب و فاضلاب استان کرمانفرهاد شیخ سامانیدانشگاه شهید باهنر کرمان0000-0001-7887-1154Journal Article20241117The use of polyethylene pipes is increasingly favored due to their numerous advantages, including light weight, flexibility, high resistance to corrosion, and low production and maintenance costs. These pipes are manufactured in various types and through different methods for applications such as potable water distribution, agricultural irrigation, and industrial fluid transport. The superior properties of polyethylene pipes have played an important role in the rapid growth of their production and widespread use in various industries. However, during the production process, several factors can induce residual stresses in the pipe structure. These residual stresses, along with the stresses generated by internal pressure, create effective final stresses that affect pipe wear and, consequently, its lifespan. This study investigates the impact of residual stresses on the effective lifespan of polyethylene pipes. Initially, various types of residual stresses that may be generated during the production process are introduced, and then beneficial and detrimental residual stresses are identified and compared. Finally, the effect of these stresses on the lifespan of the pipes is assessed. The findings of this study show that low production quality and the presence of residual stress of approximately 1.1 MPa can significantly reduce pipe lifespan. Conversely, a proper design of manufacturing process that creates suitable compressive residual stresses can extend the lifespan of the pipe by up to 2.5 times.استفاده از لولههای پلیاتیلن بهدلیل مزایای متعدد ازجمله وزن سبک، انعطافپذیری، مقاومت زیاد دربرابر خوردگی و هزینههای کم تولید و نگهداری روزبهروز در حال افزایش است. این لولهها با روشهای مختلف و در انواع متفاوت برای انتقال آب آشامیدنی، مصارف کشاورزی و کاربردهای صنعتی تولید میشوند. ویژگیهای برتر این لولهها، نقش مهمی در رشد سریع تولید و استفاده گسترده از آنها در صنایع مختلف ایفا کرده است. بااینحال طی فرایند تولید، عوامل متعددی میتوانند به ایجاد تنشهای باقیمانده در ساختار لوله منجر شوند. این تنشهای باقیمانده همراه با تنشهای ناشی از فشار داخلی، تنشهای نهایی مؤثری را در سطح لوله ایجاد میکنند که بر میزان سایش و طول عمر آن اثرگذار است. در این مقاله اثر تنشهای باقیمانده در طول عمر مؤثر لولههای پلیاتیلن بررسی میشود. درابتدا، انواع مختلف تنشهای باقیماندهای که ممکن است طی فرایند تولید ایجاد شوند، معرفی شده و سپس تنشهای باقیمانده مفید و مضر شناسایی و مقایسه شدهاند. درنهایت، میزان تأثیر این تنشها بر طول عمر لولهها ارزیابی شده است. نتایج این مطالعه نشان میدهد، در صورت کم بودن کیفیت تولید و وجود تنش باقیمانده معادل MPa ۱/۱، طول عمر لوله بهطور چشمگیری کاهش مییابد. ازسوی دیگر، طراحی مناسب فرایند تولید که به ایجاد تنش باقیمانده فشاری مناسب منجر میشود، میتواند عمر لوله را تا 5/2 برابر افزایش دهد.http://basparesh.ippi.ac.ir/article_2172_0353b2684ff05a9f3880c3085ae41db5.pdfپژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایرانفصلنامه علمی بسپارش2252-044915320251122Polyvinyl Chloride (PVC) Wastes: Challenges and Sustainable Management Solutionsپسماندهای پلی وینیل کلرید (PVC): چالش ها و راه حل های مدیریت پایدار4152217310.22063/basparesh.2025.35657.1733FAفاطمه رفیع منزلتهیات علمی/ دانشگاه اصفهان0000-0003-3314-437Xعلی کرد دزفولیاصفهان، دانشگاه اصفهان، دانشکده شیمی، آزمایشگاه پژوهشی شیمی پلیمرJournal Article20250215Recycling of polyvinyl chloride (PVC) as one of the most widely used polymers is of great importance, due to its environmental and economic benefits. This paper reviews mechanical and chemical recycling methods, innovative methods such as using supercritical fluids, microbial degradation, and industrial recycling techniques for PVC wastes and their challenges. Mechanical methods including separation, washing, shredding, and reprocessing of PVC, are widely used, due to their simplicity and low cost. On the other hand, chemical methods such as pyrolysis, gasification, and dehydrochlorination enable the recovery of high-quality raw materials, but they are less commonly used due to their complexity and higher costs. This paper also highlights the disadvantages of traditional waste management methods, such as incineration and landfilling of PVC. Incineration of PVC leads to the release of toxic gases like dioxins and HCl, which pose serious risks to human health and the environment. Meanwhile, landfilling of PVC causes soil and groundwater contamination, as well as the formation of micro and nano-plastics, due to its non-biodegradability and the leakage of various additives, resulting in long-term environmental issues. Therefore, focusing on innovative recycling methods and precise separation of PVC from impurities such as additives, not only enables the production of high-quality recyclates suitable for diverse applications, but also helps reduce waste volume, prevent the release of hazardous pollutants and preserves valuable resources.بازیافت پلیوینیل کلرید (PVC) بهعنوان یکی از کاربردیترین پلیمرها، بهدلیل مزایای زیستمحیطی و اقتصادی از اهمیت زیادی برخوردار است. این مطالعه به مرور روشهای مکانیکی و شیمیایی، روشهای نوین مانند استفاده از سیال ابربحرانی و ریزاندامگان برای تخریب زیستی و روشهای صنعتی بازیافت پسماندهای PVC و چالشهای آنها میپردازد. روشهای مکانیکی شامل جداسازی، شستوشو، خردایش و بازفراوری PVC هستند که بهدلیل سادگی و کمهزینه بودن، بهطور گسترده استفاده میشوند. ازسوی دیگر، روشهای شیمیایی مانند تفکافت، گازیشدن و هیدروکلرزدایی، بازیافت مواد اولیه باکیفیت و جدید را امکانپذیر میسازند. اما بهدلیل پیچیدگی و هزینههای بیشتر، کمتر مورد توجه قرار میگیرند.<strong> </strong>در این مطالعه به معایب روشهای سنتی مدیریت زباله، مانند سوزاندن و دفن در خاک نیز اشاره میشود. سوزاندن PVC به تولید گازهای سمی مانند دیوکسین و هیدروژن کلرید (HCl) منجر میشود که برای سلامت انسان و محیطزیست خطرناک هستند. ازطرفی، دفن PVC در خاک بهدلیل تجزیهناپذیری و نشت افزودنیهای متعدد آن، موجب آلودگی خاک و آبهای زیرزمینی و تولید میکرو و نانوپلاستیکها میشود و مشکلات بلندمدت زیستمحیطی را ایجاد میکند. درنتیجه، توجه به بازیافت PVC با روشهای نوین و جداسازی PVC از ناخالصیهایی مانند افزودنیها، نهتنها موجب استفاده بهینه از مواد بازیافتی خالص با کاربردهای متنوع میشود، بلکه میتواند از انتشار آلایندههای خطرناک جلوگیری کرده و منابع ارزشمند را حفظ کند.http://basparesh.ippi.ac.ir/article_2173_c6f0b2c74591488f4030bdec8384709b.pdfپژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایرانفصلنامه علمی بسپارش2252-044915320251122Applications of Viscoelastic Nanocomposite Hydrogels in the Petroleum Engineeringکاربردهای نانوکامپوزیتهای هیدروژلی گران روکشسان در مهندسی نفت5362217410.22063/basparesh.2025.35692.1736FAپدرام منافیتهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر تهران، گروه مهندسی پلیمر0000-0002-6817-8070زینب ترابی--فاطمه سپهوند--Journal Article20250428Recent advances in the design synthesis of polymeric nanocomposites have dramatically expanded their application in oil and gas industry, especially in improving the performance of drilling fluids and wellbore plugging agents. This study is focused on polyacrylamide (PAM)-based nanocomposites, which by reinforcing with various nanoparticles such as nanosilica, copper oxide, nanoclay, exhibit significant improvements in viscosity, mechanical strength, thermal stability, and salt resistance. Adding nanoparticles not only reinforces the molecular network of the polymer but also enhances its performance in difficult conditions of oil wells, including pressure, temperature, and chemical conditions of the well. The utilization of double network hydrogel (DN hydrogel) structures as an innovative strategy for enhancing toughness, compressive resistance, and long-term durability under high-pressure and high-temperature conditions is suggested. The experimental results show that these nanocomposites can reduce filter cake thickness, minimize fluid loss, and offer more controlled rheological behavior, and final stability of polymer. These cases play an important role in maintaining wellbore stability, reducing drilling costs, and increasing the efficiency of repair and maintenance operations. In conclusion, the results of this study show that polyacryl nanocomposites can be used as very effective and durable alternatives of conventional polymers in complex and challenging environments of drilling and oil production.
پیشرفتهای اخیر در طراحی و سنتز نانوکامپوزیتهای پلیمری کاربرد آنها را در صنعت نفت و گاز، بهویژه در بهبود عملکرد سیالات حفاری و عوامل انسداد چاه، بهطور چشمگیری گسترش داده است. این مطالعه بهطور خاص بر نانوکامپوزیتهای برپایة پلیآکریل آمید (PAM) متمرکز شده است که با اصلاح بهوسیلة نانوذراتی مانند نانوسیلیکا، مس اکسید، نانورسها و مواردی از این دست، عملکرد شایان توجهی در بهبود خواصی مانند گرانروی، استحکام مکانیکی، پایداری گرمایی و مقاومت دربرابر نمک نشان دادهاند. افزودن نانوذرات، نهتنها شبکه مولکولی پلیمر را تقویت میکند، بلکه عملکرد آن را در شرایط سخت چاههای نفتی، شامل فشار، دما و شرایط شیمیایی چاه بهینه میسازد. افزونبراین، استفاده از ساختارهای هیدروژل با شبکه دوگانه (DN hydrogel) بهعنوان راهکاری نوآورانه برای افزایش چقرمگی، مقاومت فشاری و دوام طولانیمدت این نانوکامپوزیتها پیشنهاد شده است. یافتههای تجربی نشان میدهد، بهکارگیری نانوکامپوزیتهای برپایة PAM موجب کاهش درخور توجه ضخامت کیک صافی، حداقلسازی اتلاف سیال، کنترل بهتر رفتار رئولوژیکی و پایداری نهایی پلیمر میشود. این موارد در حفظ پایداری دیوارة چاه، کاهش هزینههای حفاری و افزایش کارایی عملیات تعمیر و نگهداری چاه نقش بسزایی ایفا میکنند. درمجموع، نتایج این مطالعه نشان میدهد، نانوکامپوزیتهای پلیآکریل آمید میتوانند بهعنوان جایگزینهای بسیار مؤثر و بادوام مواد سنتی در محیطهای پیچیده و چالشبرانگیز حفاری و تولید نفت بهکار گرفته شوند.http://basparesh.ippi.ac.ir/article_2174_0de7cd2f85ced2ff50f30581e2098651.pdfپژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایرانفصلنامه علمی بسپارش2252-044915320251122Digital Polymers: A Revolution in Information Storage Technology and Encryption by Writing on Polymer Chainsپلیمرهای رقمی: انقلابی در فناوری ذخیرهسازی اطلاعات و رمزگذاری با نوشتن روی زنجیرهای پلیمری6374217510.22063/basparesh.2025.35700.1741FAحسن فتاحیدانشگاه صنعتی مالک اشتر0000-0002-0436-5088محمد رضا احسانیدانشگاه صنعتی مالک اشترJournal Article20250512Digital polymers are a special class of copolymers with a narrow molecular weight distribution in which the monomer sequence along the polymer chain is precisely dictated using specific synthetic methods. Inspired by the nature that biological information is stored on biomolecules through specific molecular sequences, the idea has emerged that information can be encoded in binary form onto polymer chains by synthesizing copolymers with defined monomer sequences. Considering the various methods of information encoding on polymer chains such as topological encoding, sequence-controlled monomer encoding, and optical encoding, this article focuses on the investigation of sequence-controlled monomer encoding. Achieving such information-containing polymers requires first, the design of specific monomers, then the synthesis of polymers using fully controlled methods, and finally, accurate techniques for reading the stored information. Writing information into polymers is mainly carried out through iterative synthesis techniques such as solid-phase synthesis or click chemistry reactions, while reading the stored data is typically done using tandem mass spectrometry. The structural diversity of these information-containing polymers results in higher stability, increased storage density, and minimal spatial footprint. These advantages position digital polymers as a next-generation data storage technology, offering high-capacity storage in an extremely compact, molecular-scale format.پلیمرهای رقمی نوع خاصی از کوپلیمرها با توزیع باریک جرم مولکولی هستند که در آنها توالی مونومرها در زنجیرهای پلیمری بهطور کاملاً کنترلشده با روشهای خاص سنتزی دیکته میشود. با الهام از طبیعت که اطلاعات زیستی براساس توالی خاصی از مولکولها روی مولکولهای زیستی ذخیره میشوند، این ایده مطرح شده است که با سنتز کوپلیمرها با توالی خاصی از مونومرها میتوان اطلاعات را بهشکل کدهای دودویی روی زنجیرهای پلیمری ذخیره کرد. در این مطالعه، با توجه به روش های مختلف رمزگذاری اطلاعات روی زنجیرهای پلیمری مانند رمزگذاریهای توپولوژیکی، با کنترل توالی مونومری و نوری، رمزگذاری با کنترل توالی مونومری بررسی شده است. دستیابی به پلیمرهای حاوی اطلاعات در قدم اول نیازمند طراحی مونومرهای خاص و در مرحلة بعد، سنتز پلیمرها با روش کاملاً کنترل شده و نهایتاً روش دقیق خواندن اطلاعات ذخیره شده است. روشهای نوشتن اطلاعات در پلیمرها عمدتاً با روش سنتز تکراری مانند سنتز در فاز جامد یا واکنشهای کلیک انجام میشود و روش خواندن اطلاعات ذخیره شده نیز عمدتاً با طیفسنجی جرمی پیاپی انجام میگیرد. تنوع ساختار پلیمرهای حاوی اطلاعات، پلیمرهای رقمی را با پایداری و چگالی ذخیرهسازی بیشتر و اشغال فضای کمتر همراه میسازد. این عوامل باعث میشود، پلیمرهای رقمی به عنوان نسل آیندة فناوری ذخیرهسازی اطلاعات با ظرفیت ذخیرهسازی زیاد در فضایی بسیار کوچک و در مقیاس مولکولی درنظر گرفته شوند.http://basparesh.ippi.ac.ir/article_2175_ebdb87707d491ed71ed02c13e9a1fa00.pdf