عنوان پایان‌نامه
ارتباط رفتار رئولوژیکی مذاب با مشخصات مولکولی پلی اتیلن شاخه ای
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - صنایع پلیمر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1435.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 62417
- تاریخ دفاع
- ۱۹ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- عبداکمال دوردی نژادکر
- استاد راهنما
- سیدحسن جعفری امان آبادی
- چکیده
- در این پژوهش به تاثیر شاخه های بلند و کوتاه بر روی رفتار رئولوژیکی و گرمارئولوژیکی نمونه های مختلف پلی اتیلن پرداخته شد. برای بررسی تاثیر شاخه های کوتاه بر روی رفتار رئولوژیکی و گرمارئولوژیکی، دو پلی اتیلن متالوسنی با مقادیر شاخه های کوتاه متفاوت استفاده شدند. همچنین برای بررسی تاثیر شاخه های بلند از آلیاژهای دو پلی اتیلن سبک و سبک خطی استفاده شد. با استفاده از شش روش ( اصل انطباق دما زمان- منحنی کول کول- منحنی ون گورپ پالمن-منحنی زاویه فازی در مقابل فرکانس کاهش یافته، انرژی اکتیواسیون به عنوان تابعی از زاویه فازی و مدول اتلاف) رفتار گرمارئولوژی نمونه ها بررسی شدند. برای نمونه های متالوسنی رفتار ساده و برای نمونه های آلیاژی رفتار پیچیده مشاهده شد که به دلیل حضور شاخه های بلند در ساختار آلیاژها می باشد. علاوه بر این رفتار نمونه های آلیاژی مشابه رفتاری است که در مقالات برای پلی اتیلن های متالوسنی حاوی شاخه بلند گزارش شده است. انرژی اکتیواسیون نمونه ها تعیین شدند که با مقادیر گزارش شده در مقالات مطابقت خوبی داشتند. طیف آسایش نمونه¬ها نیز مقایسه شدند که در نمونه¬های با درصد بالاتر پلی¬اتیلن سبک، منحنی طیف آسایش علاوه بر این که پهن¬تر می شود به زمان¬های آسایش طولانی¬تری نیز شیفت پیدا می¬کند که به دلیل زمان بیشتری است که در فرآیند آسایش از تنش زنجیرهای شاخه¬ای نسبت به زنجیرهای خطی مورد نیاز است. در ادامه با استفاده از داده های ویسکوالاستیک خطی و قانون اختلاط، وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی تعیین شدند و با نتایج تجربی مقایسه شدند. در حضور شاخه های بلند در ساختار نمونه ها اختلاف قابل توجهی بین نتایج مشاهده شد. با استفاده از مدل کرو-یاسودای توسعه یافته برای نمونه های آلیاژی با ترکیب درصد¬های پایین پلی¬اتیلن سبک مطابقت خوبی بدست آمد. روابط حاصل از این مدل برای این نمونه های آلیاژی مشابه روابط بدست آمده در مقالات برای نمونه های متالوسنی حاوی شاخه بلند می باشد. همچنین نتایج تجربی و نتایج حاصل از مدل پالیرنه برای نمونه¬های آلیاژی مقایسه شدند. پیش¬بینی¬های مدول اتلاف به مقدار ?/Rv بستگی ندارد، درحالی¬که پیش¬بینی¬های مدول ذخیره به مقدار ?/Rv بستگی دارد. در مورد نمونه¬های آلیاژی با درصد پایین پلی¬اتیلن سبک بهترین مطابقت بین داده¬های پیش بینی شده و آزمایشگاهی به ازای مقدار ?/Rv برابر با صفر بدست می آید که می تواند نشاندهنده امتراج پذیری این نمونه ها باشد.
- Abstract
- In this research, the effect of long and short branches on rheological and thermorheological behavior of some samples was studied. Two metallocene polyethylenes with different short branch content have been used to investigate the effect of short branches on rheological and thermorheological behavior. Also, LLDPE (linear low density polyethylene) and LDPE (low density polyethylene) and their blends have been used to investigate the effect of long branches. The thermorheological behavior of samples were investigated by using six following methods: time-temperature superposition principle, Cole-Cole curve, Van Gurp-Palmen curve, phase angle versus reduced frequency curve, activation energy as function of a phase angle and storage modulus. Simple thermorheological behavior for metallocene samples and complex thermorheological behavior for LLDPE/LDPE blends samples were seen which is because of presence of long branches in structure of the blends. In addition, the behavior of the blend samples was same as the metallocene polyethylene with long branches as reported in the literature. The activation energies were determined, which was in good agreement with values reported in the literature. The activation energy increases with increasing the content of the long branches. The relaxation spectrums of samples also were compared which in high-LDPE blends, it shifted to a longer relaxation time, which is because of the need of more time for relaxation of branch chains in respect of linear chains. Then, molecular weight and molecular weight distribution have been determined by using the linear viscoelastic data and mixing rule and were compared with experimental results. A considerable difference in results was observed in presence of the long branches in structure of the samples. A good correspondence was reached for blends with compositions of low content of LDPE by using the extended Carreau-Yasuda model. The relationships have been obtained for these blends by this model are same as the obtained relationships for metallocene samples of long branches. Furthermore, the experimental and the Palierne model results for the blends were compared. The estimations of the loss modulus is not related with ?/Rv ratio (ratio of interfacial tension to a radius of droplets); however the estimations of the storage modulus is related to ?/Rv ratio. In the case of low-LDPE blends, the best conformity between predicted and experimental data were achieved for the ?/Rv ratio of zero value, which could be because of the good miscibility of these blends.
