عنوان پایان‌نامه
تهیه و بررسی خواص نانو کامپوزیتهای تقویت شده با نانو کلی به روش اختلاط مذاب PTT/PHENOXY
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - صنایع پلیمر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44524;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 921.
- تاریخ دفاع
- ۲۸ بهمن ۱۳۸۸
- دانشجو
- جواد سیفی
- استاد راهنما
- سیدحسن جعفری امان آبادی
- چکیده
- در این پژوهش نانوکامپوزیت های فنوکسی/پلی تری متیلن ترفتالات (PTT)/ نانورس اصلاح شده به روش اختلاط مذاب در میکروکامپاندر آماده سازی شدند. هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر حضور نانورس بر خواص آمیزه های واکنشی فنوکسی/PTT می باشد. در این راستا مورفولوژی نانوکامپوزیت ها، رفتار تخریب، خواص رئولوژیکی و دینامیکی-مکانیکی آنها مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی عبوری بوضوح نشان دادند که پراکنش نسبتاً خوبی از ذرات نانورس در سامانه مورد نظر صورت گرفته و آمیخته ای از مورفولوژی های میان افزوده و پوسته پوسته شده در ماتریس آمیزه ایجاد شده است. از آنجاییکه خواص سامانه مورد تحقیق بشدت تحت تاثیر واکنش های تبادل استری (ترانس استریفیکاسیون) می باشد، از آزمون رزونانس مغناطیسی هسته جهت بررسی اثر افزودن نانورس بر میزان این واکنش ها استفاده گردید. نتایج نشان داد که حضور نانورس منجر به افزایش میزان واکنش های ترانس شده؛ بطوریکه بیشترین میزان این واکنش ها در سامانه حاوی یک درصد نانورس مشاهده شد. سازوکاری جهت نشان دادن چگونگی تاثیر ذرات نانورس بر واکنش های تبادلی پیشنهاد گردید. بررسی مقاومت حرارتی نمونه ها توسط آزمون گرما وزن سنجی نشان داد که تنها در اثر افزودن یک درصد نانورس به آمیزه، پایداری حرارتی افزایش می یابد و درصدهای بالاتر از نانورس منجر به تسریع واکنش تخریب در سامانه مورد نظر شدند. انرژی فعالسازی واکنش تخریب برای نمونه ها از روش هم-تبدیلِ کیسینجر-آکاهیرا-سانوز (KAS) در حالت غیرهمدما محاسبه گردید. نتایج حاصل از محاسبات سینتیکی نیز کاهش پایداری حرارتی سامانه را در مقادیر بیشتر از یک درصد نانورس تایید نمودند. مطالعات رئولوژیکی نشان داد که ذرات نانورس آثار متقابلی بر پاسخ ویسکوالاستیک سامانه تحمیل می کنند. با استفاده از نمودارهای رئولوژیکی مانند اتلاف رئولوژیکی، کول-کول و فن گرپ-پالمن مشخص گردید که در مقادیر کم نانورس، واکنش های ترانس القا شده توسط ذرات سیلیکاتی می توانند باعث افزایش پاسخ ویسکوز سامانه شوند. اما مقادیر بالاتر نانورس، بدلیل تشکیل شبکه های فراگیر سیلیکاتی، منجر به بهبود رفتار الاستیک در سامانه شدند. این آثار متقابل نانورس بر پاسخ ویسکوالاستیک توسط آزمون آسایش تنش نیز مورد بررسی قرار گرفت که نتایج آن افزایش پاسخ ویسکوز در مقادیر کم نانورس را تایید نمودند. همچنین اثر برهمکنش بین لایه های سیلیکاتی و ماتریس پلیمری نیز توسط استفاده از دو نوع اصلاح کننده در ذرات نانورس مورد مطالعه قرار گرفت. با استفاده از آزمون طیف سنجی انتقالی زیرقرمز، پیوند هیدروژنی میان اجزاء سامانه و تاثیر آن بر پراکنش ذرات نانورس در ماتریس آمیزه بررسی شد. خواص ویسکوالاستیک نمونه ها توسط آزمون دینامیکی-مکانیکی نیز مورد مطالعه قرار گرفت که نتایج آن یافته های ما را از مطالعات رئولوژیکی تایید نمود.
- Abstract
- Abstract In this study, Phenoxy/PTT/organo-modified clay nanocomposites were prepared through melt-mixing method using a microcompounder. The aim of this project is to investigate the effect of nanoclay particles on final properties of reactive phenoxy/PTT blends. According to XRD results, a reasonably good dispersion of silicate layers was observed in the system and a mixture of intercalated/exfoliated morphology was formed. HNMR analysis was employed to determine the extent of transesterification reactions between the blend constituents in presence of clay particles. Results revealed that nanoclay had a positive effect on these reactions and the highest extent of transreactions was observed in case of the sample with only 1 wt.% nanoclay. A mechanism was proposed to show the effect of silicate layers on transreactions. TGA results showed that only in case of adding 1 wt.% nanoclay, thermal stability of the system is improved. Degradation kinetics were calculated by KAS method and results confirmed the reduction of thermal stability of nanocomposites containing higher than 1 wt.% nanoclay. Rheological characterization of samples suggested that clay particles imposed opposing effects on viscoelastic response of the system. Using rheological plots such as rheological loss, Cole-Cole and Van Gurp-Palmen, it was found that, at low clay contents, clay-induced transreactions cause an increase in the viscous response of the system. But, at higher clay contents, due to formation of percolated clay networks, the elastic response of the system was improved. The influence of interaction type between the layered silicates and polymer matrix was probed via using two different organo-modifiers within the silicate layers. FTIR analysis was used to study the hydrogen bonds between the system constituents and their effects on dispersion of silicate layers. viscoelastic properties of the samples were also investigated by dynamic mechanical analysis. Results confirmed our findings from rheological studies.
