عنوان پایان‌نامه
تهیه و بررسی خواص دینامیکی مکانیکی سامانه نانوکامپوزیت پلی پروپیلن و نانولوله به عنوان غشای میکرومتخلخل
- رشته تحصیلی
- مهندسی پلیمر - صنایع پلیمر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1497.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 65080
- تاریخ دفاع
- ۰۵ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- سعداله داودی
- استاد راهنما
- بابک کفاشی
- چکیده
- در سال¬های اخیر غشاهای متخلخل، به طور گسترده در بسیاری از کاربردهای مهندسی و علوم زیستی به منظور جداسازی و انتقال گازها و مایعات استفاده شده¬اند. در این بین از هموپلیمرهای نیمه بلورین مانند پلی¬پروپیلن و پلی اتیلن به دلیل مقاومت زیاد آن¬ها در برابر محیط¬های شیمیایی و کارکرد مناسب در دماهای بالا و هزینه نسبتا پایین، برای تهیه غشاهای متخلخل استفاده شده است. در این پروژه از پلی¬پروپیلن ایزوتاکتیک به دلیل خواص مطلوب، پایداری حرارتی زیاد و فرآیندپذیری مناسب به همراه نانولوله¬های کربنی چند دیواره در تهیه فیلم¬های نانوکامپوزیتی مورد استفاده قرار گرفت. برای تهیه این فیلم¬ها چند تکنیک وجود دارد. تکنیک¬های متداول برای تهیه فیلم¬ها شامل روش جدایی فازی القایی با استفاده از حرارت و اختلاط مذاب می¬باشد. روش جدایی فازی به دلیل استفاده از حلال و مشکلات ناشی از آن مانند هزینه زیاد بازیابی حلال و ناخالصی حلال نسبت به روش اختلاط مذاب کاربرد کمتری دارد. در این پروژه، تهیه نمونه¬های نانوکامپوزیتی از روش اختلاط مذاب توسط دستگاه مخلوط¬کن داخلی انجام شد. در ادامه، برای ایجاد فیلم¬های یکنواخت، با ضخامت میکرومتری از پرس گرم استفاده گردید. در مرحله آخر، با استفاده از فرآیند کشش در اتاقک حرارتی با دمای معین، حفره¬های مناسب در فیلم¬ها ایجاد شد. برای بررسی حفره¬های ایجاد شده در فیلم¬ها از تکنیک میکروسکوپ الکترونی پراکنشی استفاده شده است. نتایج حاصل از این آزمون یافتن تخلخل¬های بیضی شکل با میانگین اندازه¬ی طول 20 میکرومتر در سطح فیلم¬های نانوکامپوزیتی بوده است. همچنین برای ارزیابی خواص دینامیک مکانیکی فیلم¬های نانوکامپوزیتی از آزمون¬های گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC)، تحلیل دینامیکی- مکانیکی- حرارتی (DMTA) و تفرق پرتو اشعه ایکس در زاویه پهن (WAXD) استفاده شد. بر طبق نتایج حاصل از آزمون WAXD بر روی نمونه خالص پلی¬پروپیلن و نانوکامپوزیت حاوی 0.1 درصد وزنی، نانولوله¬های کربنی در فرآیند بلورینگی به عنوان محل¬های هسته¬گذاری نقش ایفا کرده و موجب افزایش درصد بلورینگی در حضور نانولوله¬های کربنی می¬شوند.
- Abstract
- In this study, polypropylene/multi-walled carbon nanotubes (PP)/(MWNTs) nanocomposite membranes were prepared by the melt mixing process. First, MWNTs were treated with nitric acid (HNo3) to remove impurities and to improve dispersibility in the PP matrix. The Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy was used to confirm that the COOH functional groups were embedded on the nanotubes surface. Then, the modified COOH-MWCNTs were incorporated to the PP matrix using an internal mixer. In order to produce a porous microstructure, the drawing process was carried out on the nanocomposite films. Interestingly, the FESEM micrographs showed a homogeneous distribution and good dispersion of MWCNTs in the PP matrix. Also, the ellipsoid-like porosity with an average length ca. 20 ?m was observed in the nancomposite memberanes. The thermal characteristics of nanocomposite memberanes were studied by the differential scanning calorimetery (DSC). The glass transition temperature (Tg) and melt temperature (Tm) were slightly changed with increasing MWCNTs, due to the low nanotube content in nanocomposites. The wide angle x-ray diffraction (WAXD) analysis was performed on the neat PP and its nanocomposite containg 0.1 wt% of memberanes. The results showed that nanotubes are incorporated in the crystallization process by increasing the nucleation sites. Consequently, the crystals volume faction is increased at the presence of MWCNTs.
