عنوان پایان‌نامه
تهیه چسب اپوکسی مقاوم به حرارت و بهبود عملکرد آن توسط مواد نانویی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - صنایع پلیمر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1088.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51347
- تاریخ دفاع
- ۱۵ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- محمد منصوریان طبایی
- استاد راهنما
- سیدحسن جعفری امان آبادی
- چکیده
- چسبهای اپوکسی گونه¬ای از چسبها هستند که گرماسخت بوده و پایداری حرارتی خوبی از خود نشان می¬دهند و به این دلیل کاربرد زیادی در صنایع هوافضا دارند. قطعات مورد استفاده در هواپیما باید وزن ساختاری کمی داشته باشند بنابراین در چند سال اخیر دانشمندان سعی در به کار بردن مواد تقویت¬کننده نانویی به جای میکرویی دارند تا به این مهم دست یابند و بتوانند وزن ساختاری را تا حد امکان کم کنند. در فصل اول این پایان¬نامه به بررسی مطالعاتی فرمولاسیون چسب اپوکسی (مزایا، معایب، کاربرد، نقش و خواص اجزاء تشکیل دهنده این چسب) پرداخته شده است. فصل دوم به معرفی و تشریح مواد اولیه، آزمونها و دستورالعمل¬های آزمایشگاهی مورد استفاده در این پروژه پرداخته است. در این فصل روش تهیه نانوکامپوزیت چسبی (استفاده از روش ماوراصوت به منظور بهبود اختلاط به جای روشهای قبلی) و روش آماده سازی سطح بستر (کاغذ سمباده و استون) به طور کامل تشریح شده است. فصل سوم به بررسی فرمولاسیونهای مورد استفاده در نمونه¬های پخت شده، نتایج حاصل از آزمونهای انجام شده و مقادیر کمیتهای اندازه¬گیری شده (استحکام چسبندگی برشی، پایداری حرارتی، ازدیاد طول و زمان ژل) در آزمونها پرداخته است. در فصل چهارم نتایج بدست آمده در فصل سوم به طور مفصل توجیه و بحث شده¬ است. نتایج حاکی از آنست که با وجود نانوآلومینا و نانولوله کربنی استحکام چسبندگی برشی چسب اپوکسی نوالاک/DGEBA افزایش یافته است و این به دلیل پخش مناسب این نانوذرات در ماتریس پلیمری به روش ماوراصوت است. در نمودار استحکام نمونه حاوی نانولوله کربنی دو قله و نانوآلومینا یک قله مشاهده شده است. پایداری حرارتی نمونه¬ها با دستگاه آنالیز حرارتی بررسی شده است و نتایج حاصل از آن بیانگر افزایش یافتن پایداری حرارتی نمونه¬ها در حضور ناتوآلومینا و نانولوله کربنی را دارد. افزایش پایداری حرارتی ماده توسط نانوآلومینا در دمای پایین در مقایسه با نانولوله کربنی بیشتر بوده و افزایش پایداری حرارتی ماده توسط نانولوله کربنی در دمای بالا نسبت به نانوآلومینا بیشتر است درحالیکه تالک و نانوسیلیکا پایداری حرارتی چسب را پایین آورده¬اند. ازدیاد طول چسب اپوکسی با حضور نانوذرات مذکور تغییر زیادی نکرده است.
- Abstract
- Epoxy adhesives are thermoset and high temperature stable adhesives, which are used in many applications such as aerospace industry. The aircraft parts should consist of low structural strength material, therefore many researchers have tried to utilize nano scale reinforcing fillers instead of micro scale fillers. In chapter one advantage, disadvantage, application, role and properties of epoxy adhesives are studied. Chapter two describes materials, experimental tests and sample preparation method, as well as explains adhesive nanocomposites procedure using and method of substrate preparation (sand paper and acetone). Chapter three describes formulations cured samples, experimental results and measured parameters (e.g. lap shear strength, thermal stability, elongation at break and gel time). In chapter four, the experimental results of chapter three have been discussed. Results demonstrate that incorporation of nanoalumina, nanosilica and Multi-wall carbon nanotube increased the lap shear strength in Diglycidyl ether bisphenol A/epoxy novolac adhesive where dispersion of the nanomaterials using ultrasonic bath is better than other methods. Introduction of Talc to epoxy reduced the lap shear strength. MWNTs showed two maxima at 1.125 wt.% and 3wt.% loadings on the lap shear strength, whereas nano-Al2O3 revealed a single maxima at 1.5 wt%. Thermal stability of epoxy adhesive enhanced through incorporation of nanoAL2O3 and MWCNT, while nanosilica and talc decreased thermal degradation temperature. MWCNT and nanoAL2O3 increased thermal stability but it has been seen that MWCNT and nanoAL2O3 have more effect at high temperature (char yield) and low temperature (degradation onset temperature) respectively. Elongation at break of epoxy adhesive did not remarkably change via incorporation of nanofillers
