پایان نامه تهیه نانو کامپوزیت‌های هیبریدی بر پایه رزین یورتان- اکریلات/الیاف طبیعی/نانو رس و بررسی خواص آن‌ها

ارسال شده در سایت پایان نامه

پژوهشگاه پلیمرو پتروشیمی ایران

پژوهشکده فرآیند

پایان‌نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی علوم و تکنولوژی پلیمر

 

تهیه نانو کامپوزیت‌های هیبریدی بر پایه رزین یورتان- اکریلات/الیاف طبیعی/نانو رس و بررسی خواص آن‌ها

 

اساتید راهنما:

دکتر مسعود اسفنده

 دکتر سید مجتبی میرعابدینی

استاد مشاور:

مهندس امیرمسعود رضادوست


زمستان 1389

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی 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)

فهرست

عنوان                                                     صفحه

فصل اول : مقدمه. 1

1-1-کامپوزیت‌ها 1

1-2-نانو فناوری.. 2

1-3-نانو کامپوزیت‌ها 3

1-3-1-تاریخچه تهیه و استفاده از نانو کامپوزیت‌ها 3

1-3-2-معرفی نانو کامپوزیت‌ها 3

1-4-هدف… 4

فصل دوم : مروری بر مطالعات انجام شده. 5

2-1-فاز پیوسته (زمینه/ماتریس). 5

2-1-1-رزین یورتان-اکریلات… 5

2-1-2-رزینهای پلی استر غیر اشباع.. 6

2-1-3-رزینهای وینیل استر. 7

2-2-الیاف… 8

2-2-1-ویژگی‌های الیاف طبیعی.. 9

2-2-2-روش‌های اصلاح الیاف طبیعی.. 10

2-3-نانو ذرات… 15

2-3-1-سیلیکات‌های لایه‌ای.. 15

2-3-2-ساختمان و خواص سیلیکات‌‌های لایه‌ای آلی دوست… 17

2-4-انواع نانو کامپوزیت‌‌های خاک رس… 18

2-4-1-میکرو کامپوزیت… 18

2-4-2-نانو کامپوزیت در هم رفته. 18

2-4-3-نانو کامپوزیت ورقه شده. 18

2-5-روش‏‌های تهیه نانوکامپوزیت‌‌های پلیمری.. 19

2-5-1-پلیمریزاسیون نفوذی درجا 19

2-5-2-درهم گرفتگی پلیمر یا پیش پلیمر از محلول ( محلولی). 20

2-5-3-اختلاط مذاب… 20

2-6-روش‏‌های شناسایی نانوکامپوزیت‌‌های لایه‌ای.. 20

2-6-1-پراش اشعه ایکس…. 20

2-6-2-میکروسکوپی الکترونی عبوری.. 21

2-6-3-سایر تکنیک‌های شناسایی.. 22

2-7-روش‌های شکل دهی کامپوزیت‌ها 22

2-7-1-قالب‌گیری رزین تحت خلاً.. 23

2-7-2-تجهیزات فرآیند قالب‌گیری رزین تحت خلاً  و راه اندازی.. 24

2-8-تحقیقات گزارش شده. 27

2-8-1-نانو کامپوزیت‌های حاوی نانو ذرات رس… 27

2-8-2-کامپوزیت‌های تقویت شده با الیاف طبیعی.. 30

2-8-3-نوآوری در پژوهش…. 35

فصل سوم : بخش تجربی.. 36

3-1-مواد و تجهیزات… 36

3-1-1-مواد. 36

3-1-2-تجهیزات… 41

3-2-روش آزمون.. 42

3-2-1-پخش و باز نمودن  نانو ذرات در ماتریس رزینی.. 43

3-2-2-اصلاح سطح الیاف… 44

3-3-مشخصه یابی پخش نانو‌ذرات و آماده‌سازی سطح الیاف… 45

3-3-1-ویسکوزیته. 45

3-3-2-آزمون پراش اشعه ایکس…. 45

3-3-3-میکروسکوپ الکترونی روبشی / تجزیه پرتو ایکس با انرژی پاشنده. 45

3-3-4-میکروسکوپ الکترونی عبوری.. 45

3-3-5-آزمون‌های مشخصه یابی آماده سازی سطح الیاف… 45

3-4-تهیه و تولید کامپوزیت و نانو کامپوزیت‌ها 46

3-4-1-تهیه قالب چوبی.. 46

3-4-2-تهیه قالب سیلیکونی.. 46

3-4-3-سیستم پخت رزین یورتان-اکریلات… 48

3-4-4-تهیه کامپوزیت‌های پر شده با نانو ذرات با استفاده از فرآیند ریخته‌گری.. 48

3-4-5-تولید کامپوزیت‌های تقویت شده با الیاف طبیعی توسط فرآیند قالب‌گیری رزین تحت خلاً.. 49

3-5-آزمون‌های تعیین خواص نمونه‌‌های کامپوزیتی.. 51

3-5-1-آزمون کشش…. 51

3-5-2-آزمون خمش…. 52

3-5-3-آزمون ضربه. 52

3-5-4-شکاف زن.. 52

3-5-5-سختی سنجی بارکول.. 52

3-5-6-سرعت سوختن.. 52

3-5-7-جذب آب… 52

فصل چهارم : نتایج و بحث… 54

4-1-نانوکامپوزیت‌‌های بر پایه رزین یورتان-اکریلات و نانو ذرات خاک رس… 54

4-1-1-مشخصه یابی نانو کامپوزیت… 54

4-1-2-خواص مکانیکی و فیزیکی.. 60

4-2-کامپوزیت‌ها و نانوکامپوزیت‌‌های یورتان‌اکریلات تقویت شده با الیاف فلاکس قبل و بعد از اصلاح سیلانی الیاف… 74

4-2-1-مشخصه یابی کامپوزیت‌ها و نانو کامپوزیت‌ها 74

4-2-2-خواص فیزیکی و مکانیکی.. 78

فصل پنجم : نتیجه‌گیری و پیشنهادات… 88

5-1-نتیجه‌گیری.. 88

5-2-پیشنهادات جهت ادامه تحقیق.. 90

فصل ششم : مراجع و منابع.. 92

6-1-منابع و مراجع. 92

 

فهرست شکل‌ها

شکل                                                                                                                                                                                                                صفحه
شکل 1-1 : رابطه تقریبی شعاع ذره با سطح آن3
شکل 2-1 : شمایی از نحوه‌ی تهیه رزین یورتان-اکریلات6
شکل 2-2 : شمایی از نحوه‌ی تهیه رزین پلی استر7
شکل 2-3 : شمایی از نحوه‌ی تهیه رزین وینیل استر8
شکل 2-4 : شماتیک الیاف طبیعی8
شکل ‏12-5 : ساختار کریستالی سیلیکات‏‌های لایه‌ای16
شکل ‏12‑6 : شماتیک اصلاح خاک رس18
شکل2‑7 : ساختار نمادین سه نوع نانو کامپوزیت حاصل از اختلاط رس19
شکل 2-8 : نمودار‌های XRD یک نمونه فلوئوروهکتوریت در ماتریس HDPE21
شکل 2-9 : نحوه قرار گیری و ترتیب تجهیزات فرآیند قالب‌گیری رزین تحت خلاً24
شکل 2-10 : نحوه‌ی چیدمان اجزای فرآیند جهت پرهیز از ورود رزین به خلأ26
شکل 3-1: نحوه تهیه و ساختار شیمیایی رزین یورتان-آکریلات37
شکل 3-2: تصویر پراش اشعه ایکس نانو ذرات خاک رس39
شکل 3-3: الیاف کتان (فلاکس) با آرایش تک جهته39
شکل 3-4: ساختار شیمیایی تری اتو کسی وینیل سیلان40
شکل 3-5: شماتیک کلی کار انجام شده در پروژه42
شکل 3-6: شماتیک روند تهیه رزین حاوی نانو ذرات44
شکل 3-7: شماتیک اصلاح الیاف44
شکل 3-8: تصویر نهایی قالب سیلیکونی ساخته شده جهت تهیه نمونه‌های آزمون به روش ریخته‌گری47
شکل 3-9: تعدادی از نمونه‌های آزمون تهیه شده توسط فرآیند ریخته گری47
شکل3-10: نمودار دما-زمان مدت زمان ژل برای رزین یورتان-اکریلات48
شکل 3-11: شماتیک تهیه صفحات کامپوزیتی تقویت شده با الیاف توسط فرآیند قالب گیری رزین تحت خلاً49
شکل 3-12: صفحه‌ی تولید شده توسط فرآیند قالب‌گیری رزین تحت خلاً، قبل از برش51
شکل 3-13: قطعه برش خورده از صفحه تولید شده توسط فرآیند قالب‌گیری رزین تحت خلاً51
شکل 4-1 : منحنی تغییرات ویسکوزیته رزین با افزایش میزان نانو ذرات خاک رس55
شکل 4-2 : تصاویر پراش اشعه ایکس نانو کامپوزیت‌های حاوی 0، 5/0، 5/1، 3، 5، 7 و 10 درصد وزنی نانو ذرات خاک رس56
شکل 4-3 : ریز نگار میکروسکوپ الکترونی عبوری نمونه حاوی 3 درصد نانو خاک رس58
شکل4-4: ریز نگار تجزیه پرتو ایکس با انرژی پاشنده (پخش آلومینیوم) نمونه RP+3N59
شکل 4-5: نمودار تجزیه پرتو ایکس با انرژی پاشنده (مبنی بر وجود نانو ذرات) نمونه RP+3N59
شکل 4-6: ریز نگار تجزیه پرتو ایکس با انرژی پاشنده (پخش آلومینیوم) نمونه RP+7N60
شکل 4-7: نمودار تجزیه پرتو ایکس با انرژی پاشنده (مبنی بر وجود نانو ذرات) نمونه RP+7N60
شکل 4-8 : تغییرات استحکام و مدول کششی نانو کامپوزیت‌ها با افزایش میزان نانو ذرات از 0 تا 10 درصد وزنی61
شکل 4-9: دو نمونه با مدولی یکسان (الف) استحکام بیشتر (ب) استحکام کمتر63
شکل 4-10 : تغییرات ازدیاد طول رزین عاری از نانو ذرات قبل (الف) و بعد (ب)  از آزمون کشش. تغییرات ازدیاد طول ماتریس حاوی نانو ذرات قبل (ج) و بعد (د) از آزمون کشش64
شکل 4-11 : تغییرات ازدیاد طول نانو کامپوزیت‌های با درصد وزنی بالای نانو ذره و حاوی حباب‌های هوا  قبل (الف) و بعد (ب)  از آزمون کشش65
شکل 4-12 : تغییرات استحکام و مدول خمشی نانو کامپوزیت‌ها با افزایش میزان نانو ذرات از 0 تا 10درصد وزنی66
شکل 4-13 : تغییرات مقاومت در برابر ضربه نانو کامپوزیت‌ها با افزایش میزان نانو ذرات خاک رس از 0 تا 10 درصد وزنی68
شکل 4-14: تصویر شماتیک مکانیزم افزایش استحکام ضربه در نانو کامپوزیت‌های حاوی نانو ذرات68
شکل 4-15: تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه RP69
شکل 4-16: تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه RP+3N70
شکل 4-17: تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه RP+7N70
نمودار 4-18 : تغییرات جذب آب نانو کامپوزیت‌ها با افزایش میزان نانو ذرات خاک رس از 0 تا 10 درصد وزنی71
نمودار 4-19 : تغییرات سختی بارکول نانو کامپوزیت‌ها با افزایش میزان نانو ذرات خاک رس از 0 تا 10 درصد وزنی72
شکل 4-20: شماتیک طول پیموده شده جهت سوختن نمونه‌‌های حاوی 0 تا 10 درصد وزنی نانو ذرات خاک رس73
شکل 4-21: (الف) تصویر میکروسکوپ الکترونی نمونه FRP (ب) تصویر تجزیه پرتو ایکس با انرژی پاشنده (پخش کربن) نمونه FRP (با بزرگنمایی 20 میکرومتر)75
شکل 4-22: نمودار تجزیه پرتو ایکس با انرژی پاشنده نمونه FRP مبنی بر عدم وجود عوامل سیلانی و نانو ذرات75
شکل 4-23 : (الف) تصویر میکروسکوپ الکترونی نمونه FRST (ب) تصویر تجزیه پرتو ایکس با انرژی پاشنده (پخش سیلان) نمونه FRST)(با بزرگنمایی 20 میکرومتر)76
شکل 4-24 : نمودار تجزیه پرتو ایکس با انرژی پاشنده نمونه FRST مبنی بر وجود عامل سیلان در الیاف76
شکل 4-25 : (الف) تصویر میکروسکوپ الکترونی نمونه FRSTN (ب) تصویر تجزیه پرتو ایکس با انرژی پاشنده (پخش سیلان) نمونه FRSTN (پ) تصویر تجزیه پرتو ایکس با انرژی پاشنده (پخش آلومینیوم) نمونه FRSTN (با بزرگنمایی 20‌میکرومتر)77
شکل 4-26 : نمودار تجزیه پرتو ایکس با انرژی پاشنده نمونه FRSTN مبنی بر وجود عامل سیلانی در الیاف و نانو ذرات در ماتریس رزینی77
شکل 4-27 : تغییرات استحکام و مدول کششی نانو کامپوزیت‌های هیبریدی تقویت شده با الیاف فلاکس78
شکل 4-28 : شماتیک فصل مشترک به وجود آمده پس از اعمال عامل اصلاح کننده سیلانی بین اجزاء کامپوزیت79
شکل 4-29 : تغییرات مقاومت در برابر ضربه کامپوزیت و نانوکامپوزیت‌‌های هیبریدی82
شکل 4-30: ریز نگار میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه FRP در ابعاد 50 میکرومتر (الف) و 20 میکرومتر (ب)83
شکل 4-31: ریز نگار میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه FRST در ابعاد 50 میکرومتر (الف) و 20 میکرومتر (ب)83
شکل 4-32: ریز نگار میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه FRSTN در ابعاد 50 میکرومتر (الف) و 20 میکرومتر (ب)84
شکل 4-33  : تغییرات استحکام و مدول خمشی نانو کامپوزیت‌های هیبریدی تقویت شده با الیاف فلاکس85
شکل 4-34 : تغییرات جذب آب کامپوزیت و نانو کامپوزیت‌های هیبریدی تقویت شده با الیاف فلاکس86

فهرست جداول

جدول                                                                                                                                                                                                                صفحه
جدول 2-1 : خواص الیاف فلاکس در مقایسه با الیاف شیشه9
جدول 2-2 : تعدادی از سیلان‌ها و محدوده کاربرد آن‌ها13
جدول 2-3 : چند نمونه از ترکیبات سیلانی با گروه آلی متفاوت13
جدول 3-1 : خواص رزین مایع در دمای°C 2537
جدول 3-2 : ترکیب درصد سیستم پخت نسبت به ماتریس پلیمری38
جدول 3-3 : خواص نانو ذره مورد استفاده38
جدول 3-4: ترکیب درصد اجزای شیمیایی و خواص مشخصه الیاف کتان مصرفی39
جدول 3-5: مقایسه خواص الیاف فلاکس و الیاف شیشه40
جدول 3-6 : نام اختصاری فرمولاسیون‌های تهیه شده از مخلوط رزین و نانو ذرات خاک رس43
 جدول 3-7 : نام اختصاری فرمولاسیون‌های متفاوت از کامپوزیت و نانو کامپوزیت‌های هیبریدی تهیه شده در فاز دوم50
 جدول 4-1 : تغییرات ازدیاد طول در نقطه شکست نانو کامپوزیت‌ها با افزایش میزان نانو ذرات از 0 تا 10 درصد وزنی63
 جدول 4-2 : تغییرات ازدیاد طول در نقطه شکست کامپوزیت و نانو کامپوزیت‌ها هیبریدی تقویت شده با الیاف فلاکس81

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

 

مطالب مشابه را هم ببینید

141985615752731

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه ، تحقیق ، پروژه و مقالات دانشگاهی در رشته های مختلف است. مطالب مشابه را هم ببینید یا اینکه برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید فروش آرشیو پایان نامه روی دی وی دی

aca@

academicbooks@

پایان نامه بهینه سازی تولید و مصرف انرژی آسیاب های کار خانه سیمان هگمتان
پایان نامه بررسی پذیرش دورکاری بر مبنای مدل پذیرش فناوری
پایان نامه ارزیابی مقادیر پروتئین، فیبر خام، اسیدهای چرب و پنج عنصر معدنی به روش جذب اتمی
دانلود پایان نامه ارشد : بررسی رفتار پل های مورب دارای سیستم جداسازی لرزه ای در برابر زلزله های افقی...
پایان نامه جذب منابع در شعب بانک رفاه بر حسب اهمیت از دیدگاه مشتریان و مدیران