عنوان پایان‌نامه
تهیه و بررسی خواص نانوکامپوزیت های سه جزئی پلی استر/خاک رس/سرب به منظور ساخت حفاظ در مقابل اشعه گاما
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1566.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 67816
- تاریخ دفاع
- ۳۰ دی ۱۳۹۳
- دانشجو
- کبری باقری
- استاد راهنما
- حسین ابوالقاسمی
- چکیده
- پرتوهای هسته¬ای درعین حال که نقش مهمی در زندگی امروز بشر دارند، در صورتی که به درستی از آن¬ها استفاده نشود، اثرات زیان¬باری دارند. لذا در دهه¬های اخیر، حفاظ¬¬¬¬سازی در برابر پرتوها، از جمله پرتوی گاما، یکی از موضوعات مورد نیاز و مورد توجه صنعت و محیط¬های علمی بوده است. در همین راستا، در این تحقیق، نانوکامپوزیت سه¬جزئی «پلی¬استر – خاک رس – سرب» برای ساخت حفاظ در مقابل اشعه گاما، بررسی شد. آماده¬سازی نانوکامپوزیت¬ها توسط اختلاط مستقیم مکانیکی و اولتراسونیک، انجام شد. آزمون پراش پرتوی ایکس (XRD) و آزمون میکروسکوپ الکترونی رویشی (SEM) برای شکل¬شناسی نمونه¬ها، آزمون گرما - وزن¬سنجی (TGA) به¬منظور بررسی پایداری حرارتی و آزمون کشش (Tensile test) برای بررسی خواص مکانیکی نمونه¬ها استفاده شد. برای نانوکامپوزیت¬ پلی¬استر – رس در درصدهای مختلف خاک رس، الگوی XRD نشان داد که در 5 درصد وزنی نانورس، ساختار لایه¬ای به¬دست می¬آید که تصاویر آزمون SEM نیز این موضوع را تایید کرد. طبق نتایج آزمون TGA، پایداری حرارتی با افزایش رس تا 5 درصد وزنی، افزایش یافت. استحکام کششی نمونه¬های ساخته شده با افزایش درصد نانورس، کاهش و مدول افزایش یافت. باتوجه به نتایج، نانوکامپوزیت با 5 درصد وزنی نانورس به¬عنوان نمونه بهینه انتخاب شد. با پرتودهی نمونه¬ها تا 500 کیلوگری، استحکام کششی پلی¬استر و نانوکامپوزیت با 5 درصد وزنی نانورس افزایش یافت. نانوکامپوزیت¬های پلی¬استر – رس – سرب، در درصدهای مختلف سرب (0، 10، 20 و 30 درصد) و در 5 درصد وزنی نانورس ساخته شدند. تصاویر SEM و نتایج XRD، پخش مناسب ذرات و ساختار لایه¬ای نمونه¬ها را نشان داد. میزان تخریب نمونه¬ی سه¬جزئی با 30 درصد سرب نسبت به نمونه¬ی بدون سرب، در دمای 750 درجه سانتی¬گراد، 28 درصد کاهش یافت. پس از بررسی خواص، آزمایش¬های میزان تضعیف اشعه¬ی گاما با سه چشمه متفاوت انجام شد. با افزایش انرژی چشمه¬ی گاما، درصد تضعیف اشعه گاما کاهش و مقدار ضخامت نیم¬مقدار افزایش ¬یافت. برای نانوکامپوزیت پلی¬استر – رس حاوی 30 درصد اکسید سرب، میزان تضعیف اشعه گامای ساطع شده از چشمه¬ی ایریدیوم در ضخامت 2/5 سانتی¬متر 70 درصد و مقدار ضخامت نیم¬مقدار 3 سانتی¬متر شد.
- Abstract
- Today, nuclear radiation plays an important role in human life. But if they are not used properly, will have bad effect. Therefore, in recent decades, one of the issues of the industry and academia has been shielding against the radiation. Similarly, in this study, the three part "Polyester / clay / Lead" nano composite to build a shield against gamma radiation, was investigated. Preparation of nanocomposites by direct mixing mechanical and ultrasonic was done. Tests were conducted to investigate properties as follows: X-ray diffraction analysis (XRD) and scanning electron microscopy analysis (SEM) for the morphology of the samples, Thermo gravimeter – weight analysis (TGA) to investigate the stability and tensile test to study the mechanical properties of the samples. XRD patterns showed that at 5 wt % Nano clay, exfoliated structure is obtained. SEM images confirmed this. The thermal stability of nanocomposites also is reported. Thermal stability increased by adding nanoclay up to 5 wt%. Tensile tests revealed that higher percentages of MMT induced higher Young’s modulus. According to the results, nanocomposite with 5 wt% clay selected for continue investigation. The "Polyester - Clay - Lead" nanocomposites were fabricated at Pb different amounts (0, 10, 20 and 30%). SEM images and the results of XRD showed proper distribution of particles and the layer structure of the samples. The three minor degradation of the sample with 30% Lead had 28 percent reduction than in the case of unleaded, at 750 ° C. After examining the properties, the attenuation of the gamma-ray experiments were performed with three different source. By increasing the energy source of gamma-ray attenuation seeks to reduce and the half-value thickness increased. For polyester – Clay Nano composites containing 30% lead oxide, the attenuation of the gamma rays emitted from thickness of 5.2 cm was 70% of iridium, and the half-value thickness was 3 cm.
