دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”
مهندسی پلیمر – صنایع پلیمر
عنوان :
تاثیر نانو لوله های کربنی بر روی مورفولوژی و خواص مکانیکی و خواص رئولوژیکی
فوم میکروسلولی نانو کامپوزیت بر پایه PP/EPDM

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

چکیده:
تهیه فومهای پلیمری به روش میکرو سلولار یکی از روشهای موجود برای تهیه فومهای با دانسیته پایین، توزیع بسیار یکنواخت اندازه ذرات و اندازه سلولهای بسیار کوچک است. با این وجود تلاش هایی برای بهبود فرایند فوم شدن در این روش همچنان ادامه دارد. در سالهای اخیر استفاده از نانو فیلرها در صنعت پلیمر برای رسیدن به بعضی از خواص مطلوب رایج شده است که در این میان نانو لوله های کربنی به دلیل دارا بودن خواص فیزیکی مکانیکی بالا، رسانایی و نسبت طول به قطر مناسب بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
در این پروژه سعی بر آن است که اثر نانو لوله کربن بر فوم تهیه شده به روش میکروسلولی بر پایه PP/EPDM بررسی شود. اثر نانو لوله های کربنی بر میزان فوم شدن، دانسیته فوم، مورفولوژی، خواص فیزیکی مکانیکی و رئولوژیکی فوم مورد مطالعه قرار می گیرد.
فوم های پلیمری به دلیل دارا بودن خواص فیزیکی مکانیکی بالا، عایق بودن وسبک بودن امروزه در بسیاری از کاربردها توسعه یافته اند. نانوکامپوزیت ها امروزه به عنوان نسل جدیدی از مواد با دارا بودن خواص منحصر بفرد در صنعت استفاده می شوند و اخیراً استفاده از نانو فیلرها در فوم های پلیمری مطرح شده است و پیش بینی می شود که با استفاده از این مواد می توان به فومی با چگالی پایین وتوزیع اندازه سلول های یکنواخت تر رسید. در این پروژه سعی بر آن است که از نانو لوله های کربنی در تولید فومهای میکرو سلولی بر پایه ترمو پلاستیک الاستومر PP/EPDM که کاربرد زیادی در صنایع خودرو و لوازم خانگی دارد استفاده گردد و اثر پارامتر های فرایندی و ترکیب درصد نانو لوله کربن بر مورفولوژی, خواص فیزیکی مکانیکی و رئولوژیکی فوم میکروسلولی بررسی شود.
مقدمه
با توجه به کاربرد روز افرون پلیمرها در صنایع مختلف و از آنجایی که همواره استفاده از موادکمتر ایده آل تر می باشد، برای صنعت بسیار با اهمیت است که روشی برای کاهش مقدار ماده مصرفی در فرآیند تولید قطعه ابداع کند لذا استفاده از فوم های پلیمری در بخش های مختلف زندگی مردم گسترش فراوانی پیدا کرد. فوم ها که پلیمر اسفنجی یا منبسط شده نیز خوانده میشوند، موادی هستند که حجمِ آنها به دلیل حضور سلولهای زیاد در تودهشان افزایش و چگالی ظاهریِ آنها نیز کاهش یافته است. معمولا پلاستیک های فوم شده به روش های متداول، خواص مکانیکی بسیار ضعیف تری نسبت به پلاستیک های فوم نشده دارند. بنابراین برای کاربردهایی که به استحکام کششی بالا یا سفتی مناسب نیاز است فوم های معمولی گزینه مناسبی نیستند. در این مواقع فوم های میکروسلولا می توانند جایگزین مناسبی برای پلاستیک های فوم نشده و فوم های معمولی باشند.
فوم میکروسلولار به فوم هایی از مواد ترموپلاستیک اطلاق می شود که چگالی سلولی آنها در محدوده و اندازه سلول های آن در حدود 10 میکرون باشد. دلیل برتری فوم های 10میکروسلولار بر فوم های معمولی اندازه سلول های آن میباشد.
فرآیند تولید فوم میکروسلولار که در دو دهه ی اخیر رشد زیادی داشته و توجه بسیاری از محققین رشته ی پلیمر را به خود جذب کرده است اولین بار در سال 1984 در آمریکا و در دانشگاه ماساچوست ابداع شد
در واقع در آن زمان هدف تولید فیلم میکروسلولار برای استفاده در صنایع بسته بندی بود تا حجم پلیمر مصرفی را در صنعت بسته بندی کاهش دهند. در این راستا تولید پلاستیکی که مواد مصرفی آن کمتر باشد اما خواص مکانیکی آن افت نداشته باشد مورد نظر بود در نتیجه ایده تولید فوم های میکروسلولار برای اولین بار متولد شد. با این فوم ها می توان به عنوان مثال حدود 100 سلول در یک ضخامت 1 میلیمتری ایجاد کرد و انتظار استحکام معقولی داشت. با ایجاد این حباب ها درون پلیمر ضمن کاهش مقدار ماده مصرفی بدلیل اینکه این حباب ها از نقص های موجود در ساختار پلیمر کوچک تر است به یک سری خواص منحصر به فردی نیز می توان دست یافت.
با تهیه فوم های میکروسلولار علاوه بر اینکه وزن و مقدار ماده مصرفی کاهش می یابد، مقاومت ضربه نسبت به پلاستیک فوم نشده تا پنج برابر افزایش می یابد، در چقرمگی پلیمر نیز افزایشی تا 5 برابر مشاهده می شود، عمر خستگی پلیمر نسبت به پلاستیک فوم نشده تا 14 برابر می تواند افزایش یابد و همچنین پایداری حرارتی پلیمر نیز بهبود بخشیده می شود [4-2]. البته خواص اشاره شده در چگالی بالای سلول ها
بدست می آید. همچنین وجود حباب های کوچک در پلیمر می تواند از رشد ترک در پلیمر جلوگیری کند و با کند کردن نوک ترک انرژی رشد ترک را افزایش دهد. وجود این سلول های کوچک چگالی پلیمر را می تواند تا 75 درصد یا بیشتر کاهش دهد.
با وجود خواص منحصر به فرد ذکر شده، پلاستیک های میکروسلولار می توانند در صنعت اتومبیل و صنایع هوافضا و به عنوان قطعات سبک و مستحکم استفاده شوند. همچنین از فوم های میکروسلولار در لوازم ورزشی ، تولید غشاها ، لوازم خانگی، عایق های الکتریکی و حرارتی و … نیز استفاده شده است .
واضح است که استفاده از فوم های میکروسلولار بسیار مقرون به صرفه است اما اینکه به صورت گسترده ازفوم های میکروسلولار استفاده نمی شود بیشتر به دلیل سخت بودن تولید آنها می باشد. با این وجود اخیرا
تولید فوم میکروسلولار به زمینه ای جالب توجه برای محققان و شرکت های تجاری تبدیل شده و روز به روز روش های جدیدتر و کارامدتری را برای تولید اینگونه مواد شاهد هستیم .
هدف این پروژه تهیه فوم میکروسلولار و بررسی فوم پذیری و مورفولوژی نانوکامپوزیت بر پایه PP/EPDM/MWCNT به روش ناپیوسته است. از گاز نیتروژن فوق بحرانی به عنوان عامل فوم زای فیزیکی واز نانو لوله کربن به عنوان نانو ذرات برای بهبود فرآیند هسته گذاری در این تحقیق استفاده شده است.
در این پروژه از دو دور (90 و RPM 60 )برای اختلاط مواد اولیه استفاده در دمای 190 ومدت زمان 12 استفاده شد. سه عامل تاثیرگذار بر روی مورفولوژی و خواص فوم، به عنوان متغیر در نظر گرفته شده که عبارتند از: غلظت نانو رس (0و1وPhr 3)، فشار اشباع (80 و100 بار)، و زمان فوم شدن (5 و10 ثانیه). توزیع ذرات نانو در آلیاژ PP/EPDM و اثر آن بر فرآیند فوم شدن نیز بررسی گردید. روند نگارش این پایان نامه بدین شیوه است که ابتدا در فصل دوم مروری بر پلیمرهای EPDM ،PP، و آلیاژ انجام می شود، بعد از آن مرور کوتاهی بر نانوکامپوزیت های پلیمری وتوزیع ذرات نانو در آلیاژهای پلیمری داریم و سپس فوم های پلیمری مورد بررسی قرار می گیرند. پس از آن درمورد فوم های میکروسلولار و گازهای فوق بحرانی بحث شده و در ادامه مروری داریم بر روش های تولید فوم میکروسلولار و عوامل موثر بر مورفولوژی آنها؛ در انتهای فصل نیز به فوم های نانوکامپوزیتی و فرآیند های هسته گذاری فوم می پردازیم. در فصل سوم مشخصات مواد و تجهیزات مورد استفاده در پروژه به علاوهی آزمونهای انجام شده شرح داده شده است. در ادامهی فصل تجربی روشهای انجام کار شامل روش تهیهی نمونه نانو کامپوزیتی، فوم کردن آن و طراحی آزمایشات توضیح داده میشود. فصل چهارم بحث پیرامون نتایج به دست آمده از آزمونهای مختلف است. در این فصل ابتدا بررسی مورفولوژی آلیاژ می پردازیم.بعد از آن به
بررسی خواص مکانیکی فومها می پردازیم. و در ادامه به بررسی رئولوژی و در پایان نیز توزیع ذرات نانو در1 آلیاز توسط آزمون های مختلف از جمله خواص فیزیکی مکانیکی, آزمون میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM), آزمون دانسیته و آزمون رئولوژی می پردازیم و اثر ذرات نانو بر فوم شدن بررسی می گردد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.