عنوان پایان‌نامه
بیو نانو کامپوزیت هادی تهیه شده از کربوکسی متیل سلولز/ ابریشم تقویت شده به وسیله نانو اکسید گرافن
- رشته تحصیلی
- مهندسی منابع طبیعی - صنایع چوب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6387;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69010
- تاریخ دفاع
- ۲۸ بهمن ۱۳۹۳
- استاد راهنما
- قنبر ابراهیمی, علی عبدالخانی
- دانشجو
- مریم دلیری سوسفی
- چکیده
- ظهور نانوچندسازهها در سال¬های اخیر سبب تحولات اساسی در کاربردهای مختلف نظامی، فضایی و الکتریکی شده است. اغلب این صنایع به دنبال نانوچندسازههای سبک سازگار با محیط¬زیست می¬باشند که از خواص مکانیکی، حرارتی و الکتریکی بالایی نیز برخوردار باشند. در این میان نانوچندسازههای زیست¬تخریب¬پذیر سلولزی به علت خواص ویژه و قیمت مناسب مورد توجه قرار گرفته¬اند.این پژوهش با هدف استفاده از پلیمر طبیعیکربوکسیمتیلسلولز و ابریشم برایتهیهی نانوچندسازههادی زیست¬تخریب¬پذیر تقویت¬شده با نانو گرافن انجام شد.برای این منظور ابتدا اکسید گرافن از گرافیت طبیعی تهیه و سپس با استفاده از عامل احیاگر هیدرازین احیا شد. سپس نانو ذره¬ی به¬دست آمده با فاز زمینه¬ی کربوکسیمتیلسلولز و فیبروئین ابریشم که از پیله¬ی ابریشم استخراج شده بود مخلوط گردید و فیلم نانوچندسازه بر روی سطوح پلی استایرنی رسوب داده شد. در ادامه خواص فیزیکی، حرارتی، الکتریکی و ظاهری پودرها و فیلمهای تهیه¬شده با استفاده از روشهای مختلف مورد آزمون قرار گرفت. بر اساس مشاهدات XRD مشخص شد که روشهای اکسیداسیون و احیا مورد استفاده بسیار مؤثر بوده¬اند.بررسی¬های XPS و FTIRایجاد گروه¬های عاملی اکسیژن¬دار بر روی سطح اکسید گرافن و سپس حذف آن¬ها را طی فرایند احیا تأیید کرد. تصاویر SEM وجود تک لایه¬های اکسید گرافن را نشان داد.بر اساس مطالعات TGA فیلم چندسازه حاوی اکسید گرافن دارای پایداری حرارتی بیشتری نسبت به فیلم کربوکسیمتیلسلولز/فیبروئیناست و این درحالی است که تأثیر اکسید گرافن احیاشده بیش¬تر از اکسید گرافن است.با توجه به مشاهداتDSC تغییر دمای انتقال شیشه¬ای فیلمهای ترکیبی، شکل¬گیری چندسازه را تأییدکرد.نتایج AFM نشان داد که افزودن GO به زمینه¬ی پلیمری سطح صاف-تری نسبت به افزودن RGO به¬دست می¬دهد و در نهایت مشخص شد که افزودن RGO حتی در مقادیر کم در کاهش مقاومت الکتریکی فیلمهامؤثر است.
- Abstract
- The emergence of nanocomposites in recent years caused a major development in various applications, such as military, arospace and electrical industries. Most of these industries are looking for eco-friendly light nanocomposites with high mechanical, thermal and electrical properties. Among them biodegradable cellulose nano composites are in highly attention due to their special characteristics and suitable price. Therefor, this study intends to produce conductive biodegradable nanocomposites using natural polymers, carboxymethyl cellulose and silk reinforced with nano graphene. For this purpose the graphene oxide was obtained from natural graphite and then chemically reduced and finally incorporated with carboxymethyl cellulose and silk fibroin. Physical, thermal, electrical and appearance properties of starting materials and fabricated films were investigated using various methods. Based on XRD observation it was found that applied oxidation and reduction techniques was very efficient in synthesinzing of graphen nano particles. The conversion of graphite to graphene oxide was confirmed using XPS, FTIR and SEM analyzing technics. Thermogravimetric analysis of graphene oxide fabricated films showed a more thermal stability than carboxymethyl cellulose/fibroin film, however effect of reduced graphene oxide is more than graphene oxide alone. According to the DSCobservation change in glass transition of hybrid films confirmed composite formation. AFM results showed that the addition of GO to the polymer matrix caused a smooth surface than RGO addition and ultimately it was found that addition of RGO even in small amount was effective in reduction of electrical resistance.
