فروشگاه

توضیحات

سنتز و بررسی اثر فرآیند بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت های ترموپلاستیک پلی یورتان- خاک رس اصلاح شده

در این مطالعه، رفتار فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت ترموپلاستیک پلی­یورتان- خاک رس اصلاح­شده با ترکیب­های مولی متفاوت مواد اولیه بررسی شد.

برای تهیه­ی نانوکامپوزیت، ابتدا نانو خاک رس اصلاح­شده­ی Cloisite 30B به ایزوسیانات افزوده شده و سپس با اضافه کردن پلی­ال و بوتان­دی­ال همراه با

کاتالیست به آن، نانوکامپوزیت ترموپلاستیک پلی­یورتان تهیه گردید. مورفولوژی و ساختار شیمیایی

نمونه­های خالص و نانوکامپوزیتی به‌وسیله‌ی طیف­های

FTIR و XRD مطالعه گردید. رفتارهای دمایی نمونه­های خالص ترموپلاستیک پلی­یورتان به‌وسیله‌ی آزمون DSC مطالعه گردید. آزمون­های تنش- کرنش بر روی

نمونه­های خالص و نانوکامپوزیتی اعمال گردید. مطالعات FTIR، گروه­های عاملی موجود در ترموپلاستیک پلی­یورتان و نمونه­های نانوکامپوزیتی، تشکیل پیوند

یورتانی را تأیید کردند. طیف XRD نمونه­های ترموپلاستیک پلی­یورتان- خاک رس اصلاح­شده،

سنتز و بررسی اثر فرآیند بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت های ترموپلاستیک پلی یورتان- خاک رس اصلاح شده

احتمال پخش مناسب نانو ذرات در ساختار پلیمری و وجود

بلورینگی در نمونه­ها را نشان داد. نمونه­ها در آزمون DSC در محدوده­ی ۵۰ تا oC250 با نرخ oC/min 10 حرارت داده شدند. در این آزمون دمای ذوب نواحی

سخت و نرم و دمای انتقال شیشه­ای تعیین شدند. مطابق این آزمون با افزایش میزان نواحی سخت ترموپلاستیک پلی­یورتان، کاهش دمای انتقال شیشه­

ای و افزایش دمای ذوب نواحی سخت، مشاهده شد. نمونه­ها در آزمون تنش- کرنش

با نرخ کرنشmm/min 10 کشیده شدند تا نمودار تنش- کرنش آن­ها

به دست آید. با مقایسه­ی منحنی­های تنش- کرنش مشاهده شد که در یکی از نسبت­های مولی نانوکامپوزیت ترموپلاستیک پلی­یورتان، با افزایش نانو خاک

رس اصلاح‌شده، به دلیل ممانعت این نانوذره از تشکیل پیوند هیدروژنی

بین زنجیرهای پلی­یورتانی، مدول یانگ و کرنش در نقطه­ی شکست کاهش می­یابد. این در حالی است که در نسبت مولی دیگر، با افزایش نانوذره میزان مدول یانگ افزایش یافته است.

۱۱۰صفحه فایل ورد (Word)  منابع دارد 

 

پس از پرداخت آنلاین میتوانید فایل کامل این پروژه را دانلود کنید

سنتز و بررسی اثر فرآیند بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت های ترموپلاستیک پلی یورتان- خاک رس اصلاح شده
سنتز و بررسی اثر فرآیند بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت های ترموپلاستیک پلی یورتان- خاک رس اصلاح شده

فهرست مطالب

فصل اول: کلیات، مبانی نظری و پیشینه تحقیق………………………………………….. ۱

۱-۱٫ مقدمه بر پلی­یورتان­ها……………………………………………………………………………………………………….. ۲

۱-۲٫ شیمی پلی­یورتان­ها……………………………………………………………………………………………………………. ۴

۱-۳٫ ترموپلاستیک پلی­یورتان و کاربرد آن…………………………………………………………………………… ۵

۱-۴٫ شیمی ترموپلاستیک پلی­یورتان……………………………………………………………………………………… ۷

۱-۴-۱٫ دی‌ایزوسیانات­ها…………………………………………………………………………………………………. ۸

۱-۴-۲٫ پلی‌ال‌ها…………………………………………………………………………………………………………….. ۱۱

۱-۴-۲-۱٫ پلی­ال­های پلی­اتری……………………………………………………………………….. ۱۱

۱-۴-۲-۲٫ پلی‌ال‌های پلی­استری…………………………………………………………………… ۱۲

 

۱-۴-۳٫ زنجیرگستراننده………………………………………………………………………………………………. ۱۳

 

۱-۴-۴٫ کاتالیزورها………………………………………………………………………………………………………… ۱۴

الف- کاتالیزورهای اسیدی…………………………………………………………………………………. ۱۵

ب- کاتالیزورهای بازی……………………………………………………………………………………….. ۱۵

ج- کاتالیزورهای آمینی………………………………………………………………………………………. ۱۵

د- کاتالیزورهای فلزی………………………………………………………………………………………… ۱۶

۱-۴-۵٫ سایر مواد افزودنی به پلی­یورتان­ها……………………………………………………………… ۱۶

۱-۵٫ سنتز ترموپلاستیک پلی‌یورتان…………………………………………………………………………………….. ۱۶

۱-۵-۱٫ روش پیش پلیمری (یا دومرحله‌ای )………………………………………………………… ۱۷

۱-۵-۱-۱٫ روش پلیمر شدن مذاب……………………………………………………………….. ۱۸

۱-۵-۱-۲٫ روش پلیمر شدن در حلال…………………………………………………………. ۱۸

۱-۵-۲………………………………………………………………………………………………… روش یک مرحله‌ای…….. ۱۸

۱-۵-۳٫      تولید صنعتی ترموپلاستیک پلی­یورتان……………………………………………… ۱۹

۱-۶٫ مورفولوژی ترموپلاستیک پلی­یورتان………………………………………………………………………….. ۱۹

۱-۷٫ خواص فیزیکی –  مکانیکی ترموپلاستیک پلی‌یورتان…………………………………………… ۲۰

 

۱-۷-۱………………………………………………………………………………………………………….. تغییرات دمایی…….. ۲۰

۱-۷-۲……………………………………………………………………………………………………….. خواص مکانیکی…….. ۲۰

۱-۷-۲-۱……………………………….. رفتار تنش – کرنش ترموپلاستیک پلی­یورتان…….. ۲۱

۱-۷-۲-۲……………………………….. میزان مانایی فشاری ترموپلاستیک پلی­یورتان…….. ۲۲

۱-۷-۲-۳………………………………………………………… سختی ترموپلاستیک پلی­یورتان…….. ۲۲

۱-۷-۳………………………………………………………….. خواص حرارتی ترموپلاستیک پلی­یورتان…….. ۲۲

۱-۷-۴……………………………………………… پایداری هیدرولیتیکی ترموپلاستیک پلی­یورتان…….. ۲۳

 

۱-۷-۵……………………………………………………… مقاومت شیمیایی ترموپلاستیک پلی­یورتان…….. ۲۴

سنتز و بررسی اثر فرآیند بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت های ترموپلاستیک پلی یورتان- خاک رس اصلاح شده

 

۱-۸٫ نانو ذرات و نانوکامپوزیت‌های پلیمری……………………………………………………………………….. ۲۴

۱-۸-۱٫پرکننده‌های نانوذره‌ای……………………………………………………………………………………. ۲۵

۱-۸-۱-۱٫ نانولوله‌های کربنی………………………………………………………………………….. ۲۶

۱-۸-۱-۲٫ نانو ذرات فلزی یا سرامیکی (سه بعدی)………………………………….. ۲۷

۱-۸-۱-۳٫ نانو سیلیکات‌های لایه­ای (صفحه مانند)………………………………….. ۲۷

۱-۹٫ نانوکامپوزیت‌های ترموپلاستیک پلی‌یورتان……………………………………………………………… ۲۸

۱-۹-۱٫ نانوکامپوزیت‌های ترموپلاستیک پلی‌یورتان- گرافیت…………………………… ۲۸

۱-۹-۲٫ نانوکامپوزیت‌های ترموپلاستیک پلی‌یورتان- نانو لوله­های کربن………… ۲۹

 

۱-۱۰٫ نانوکامپوزیت‌های ترموپلاستیک پلی‌یورتان- نانو رس اصلاح­شده…………………… ۳۰

۱-۱۰-۱٫ روش­های تولید نانوکامپوزیت‌های ترموپلاستیک پلی‌یورتان- نانو رس اصلاح­شده    ۳۱

الف- فرایند مذاب…………………………………………………………………………………………………. ۳۲

ب- پلیمرشدن درجا…………………………………………………………………………………………… ۳۲

ج- جایگیری بین لایه‌ای از طریق ریخته­گری حلالی………………………………… ۳۳

۱-۱۰-۲٫ واکنش­پذیری خاک رس با مواد اولیه­ی ترموپلاستیک پلی‌یورتان…. ۳۴

۱-۱۰-۳٫ اثر نانو ذرات رس بر ساختار و خواص فیزیکی مکانیکی نانوکامپوزیت  ترموپلاستیک پلی­یورتان     ۳۶

فصل دوم: مواد و روش‌ها…………………………………………………………………………… ۴۱

۲-۱٫ مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………. ۴۲

۲-۲٫ مواد مورد استفاده…………………………………………………………………………………………………………… ۴۳

۲-۲-۱٫ پلی‌ال پلی‌اتری (پلی تتراهیدروفوران)………………………………………………………. ۴۳

۲-۲-۲٫ دی­ایزوسیانات (هگزا متیلن دی­ایزوسیانات)……………………………………………. ۴۴

۲-۲-۳٫ زنجیرگستراننده(۱و۴ بوتان‌دی‌ال)…………………………………………………………….. ۴۴

۲-۲-۴٫ کاتالیست فلزی (۲- اتیل هگزانوات قلع)………………………………………………….. ۴۵

۲-۲-۵٫ نانوذرات رس مورد استفاده………………………………………………………………………….. ۴۶

۲-۳٫ روش تهیه­ی نمونه‌ها………………………………………………………………………………………………………. ۴۶

۲-۳-۱…………………………………………………………….. تهیه­ی ترموپلاستیک پلی‌یورتان خالص…….. ۴۶

۲-۳-۲………………………………………………… تهیه­ی نانوکامپوزیت ترموپلاستیک پلی‌یورتان…….. ۴۸

۲-۴٫ تجهیزات به کار گرفته‌شده……………………………………………………………………………………………. ۴۸

۲-۵٫ تعیین گروه‌های عاملی ترموپلاستیک پلی‌یورتان­های خالص توسط طیف FT-IR 49

۲-۶٫ بررسی نحوه­ی پخش خاک رس اصلاح‌شده C30B  در نانوکامپوزیت‌های ترموپلاستیک پلی‌یورتان  ۴۹

۲-۷٫ تعیین دماهای انتقال ترموپلاستیک پلی‌یورتان­های خالص توسط آنالیز حرارتی DSC           ۴۹

۲-۸٫ تعیین خواص کششی نمونه­های ترموپلاستیک پلی‌یورتان……………………………………. ۴۹

فصل سوم: نتایج و بحث……………………………………………………………………………. ۵۱

۳-۱٫ بررسی تغییرات ساختار شیمیایی با استفاده از طیف FT-IR…………………………….. 52

۳-۲٫ مورفولوژی نانوکامپوزیت ترموپلاستیک پلی­یورتان- خاک رس اصلاح‌شده…….. ۵۵

۳-۳٫ مطالعه­ی رفتارهای دمایی ترموپلاستیک پلی­یورتان با استفاده از آزمون DSC 58

۳-۴٫ خواص مکانیکی نمونه­های ترموپلاستیک پلی‌یورتان……………………………………………… ۶۰

۳-۵٫ جمع‌بندی نتایج……………………………………………………………………………………………………………….. ۶۴

سنتز و بررسی اثر فرآیند بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت های ترموپلاستیک پلی یورتان- خاک رس اصلاح شده

 

فصل چهارم. نتیجه­گیری و پیشنهادات…………………………………………………….. ۶۵

۴-۱٫ نتیجه‌گیری……………………………………………………………………………………………………………………….. ۶۶

الف- مورفولوژی و ساختار شیمیایی……………………………………………………………………………………… ۶۶

ب- مطالعات رفتار حرارتی……………………………………………………………………………………………………….. ۶۷

ج- خواص مکانیکی……………………………………………………………………………………………………………………. ۶۷

۴-۲٫ پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………………. ۶۸

فهرست منابع فارسی……………………………………………………………………………….. ۶۹

فهرست منابع انگلیسی…………………………………………………………………………….. ۷۰

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جدول­ها

فصل اول. کلیات، مبانی نظری و پیشینه تحقیق

جدول (۱-۱): ساختار برخی از زنجیرگستراننده­ها……………………………………………………………. ۱۴

جدول (۱-۲): خواص حرارتی ترموپلاستیک پلی‌یورتان………………………………………………….. ۲۳

فصل دوم.  مواد و روش‌ها

جدول (۲-۱): مشخصات ظاهری و خواص پلی‌ال مورد استفاده در این تحقیق……….. ۴۳

جدول (۲-۲): مشخصات ظاهری و خواص دی­ایزوسیانات(HDI) مورد استفاده در این تحقیق       ۴۴

جدول (۲-۳): مشخصات زنجیرگستراننده بوتان‌دی‌ال مورد استفاده در این تحقیق.. ۴۵

جدول (۲-۴): مشخصات کاتالیست فلزی ۲- اتیل هگزانوات قلع مورد استفاده……….. ۴۵

جدول (۲-۵): مشخصات خاک رس اصلاح‌شده  Cloisite30B مورد استفاده……… ۴۶

جدول (۲-۶): فرمولاسیون­های استفاده شده برای تهیه­ی ترموپلاستیک پلی­یورتان­های مختلف      ۴۷

فصل سوم. نتایج و بحث

جدول (۳-۱): میزان نواحی سخت، دمای انتقال شیشه­ای، دماهای ذوب ناحیه نرم و سخت برای نمونه­های TPU1 و TPU2…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 59

جدول (۳-۲): مدول یانگ و کرنش در نقطه­ی شکست و استحکام کششی برای نمونه­ی TPU1    ۶۱

جدول (۳-۳): مدول یانگ و کرنش در نقطه­ی شکست و استحکام کششی برای نمونه­ی TPU2    ۶۱

فهرست شکل­ها

فصل اول. کلیات، مبانی نظری و پیشینه تحقیق

شکل (۱-۱): کاربردهای مختلف پلی­یورتان در صنایع مختلف………………………………………… ۴

شکل(۱-۲): ساختار ایزوسیانات­های مهم………………………………………………………………………………. ۸

شکل(۱-۳): برخی از واکنش­های ایزوسیانات­ها…………………………………………………………………. ۱۰

شکل (۱-۴): ساختار شیمیایی برخی از پلی‌ال‌های پلی­اتری…………………………………………. ۱۲

شکل (۱-۵): ارتباط میان وزن مولکولی ترموپلاستیک پلی­یورتان با نسبت میان NCO/OH        ۱۷

شکل (۱-۶): وابستگی دمایی خواص مکانیکی ترموپلاستیک پلی‌یورتان در دماهای مختلف  ۲۱

شکل(۱-۷): انواع پرکننده­های نانوذره­ای…………………………………………………………………………….. ۲۵

سنتز و بررسی اثر فرآیند بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت های ترموپلاستیک پلی یورتان- خاک رس اصلاح شده

شکل (۱-۸): تصاویری از ساختار و سطح مقطع SWNT و MWNT…………………… 26

شکل(۱-۹): نحوه اصلاح و اضافه کردن گرافیت به ترموپلاستیک پلی‌یورتان…………… ۲۹

شکل (۱-۱۰): ساختارهای متصور برای نانوکامپوزیت پلیمری- نانو خاک رس اصلاح­شده     ۳۰

شکل (۱-۱۱): شمایی از مراحل سنتز نانوکامپوزیت ترموپلاستیک پلی‌یورتان- نانو خاک رس        ۳۳

شکل (۱-۱۲): بررسی واکنش خاک رس با پیش پلیمر توسط آزمون FTIR…………. 35

شکل (۱-۱۳): تشکیل پیوند هیدروژنی میان زنجیره­های پلی‌یورتان با خاک رس….. ۳۶

شکل(۱-۱۴): طیف XRD مربوط به نانو خاک رس اصلاح­شده Cloisite 30B… 37

شکل(۱-۱۵): طیف XRD مربوط به نانو خاک رس اصلاح­شده Cloisite 30B… 40

 

فصل دوم.  مواد و روش‌ها

شکل (۲-۱): شمای کلی از مراحل تهیه­ی ترموپلاستیک پلی‌یورتان خالص…………….. ۴۷

فصل سوم. نتایج و بحث

شکل (۳-۱): طیف­های FT-IR  برای نمونه­هایTPU1  و TPU1………………………… 52

شکل (۳-۲): طیف­های FTIR برای نمونه­ی TPU1 در دو حالت قبل و بعد از پخت کامل ۵۳

شکل(۳-۳): طیف­های FTIR نمونه­های خالص و نانوکامپوزیتی TPU1 همراه با ۱ و ۳ درصد وزنی نانو خاک رس اصلاح­شده…………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۵۴

شکل(۳-۴): طیف­های FTIR نمونه­های خالص و نانوکامپوزیتی TPU2 همراه با ۱ و ۳ درصد وزنی نانو خاک رس اصلاح­شده…………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۵۵

شکل (۳-۵): الگوهای XRD نمونه­های خالص و نانوکامپوزیتی TPU1 در محدوده­ی o(10-2)   ۵۶

شکل (۳-۶): الگوهای XRD نمونه­های خالص و نانوکامپوزیتی TPU2 در محدوده­ی o(10-2)   ۵۷

شکل (۳-۷): الگوهای XRD نمونه­های خالص و نانوکامپوزیتی TPU1 در محدوده­یo(40-10)  ۵۷

شکل (۳-۸): الگوهای XRD نمونه­های خالص و نانوکامپوزیتی TPU2 در محدوده­ی o(40-10) 58

 

شکل (۳-۹): آزمون DSC برای نمونه­های TPU1 و TPU2…………………………………… 58

شکل (۳-۱۰): رفتار تنش- کرنش نمونه­های خالص و نانوکامپوزیتی TPU1…………. 60

شکل (۳-۹): رفتار تنش- کرنش نمونه­های خالص و نانوکامپوزیتی TPU2…………….. 61

شکل(۳-۱۲): مدول یانگ برای نمونه­های TPU1 و TPU2 و نانوکامپوزیتی……….. ۶۲

شکل (۳-۱۳): مداخله­ی لایه­های خاک رس در تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین زنجیرهای پلی­یورتانی              ۶۴

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست طرح­­ها

فصل اول. کلیات، مبانی نظری و پیشینه تحقیق

طرح(۱-۱): واکنش ایزوسیانات با گروه هیدروکسیل و تشکیل گروه یورتانی……………….. ۴

طرح(۱-۲): واکنش ایزوسیانات با الکل……………………………………………………………………………………. ۷

طرح(۱-۳): واکنش میان آمین و فسژن………………………………………………………………………………….. ۹

طرح(۱-۴): واکنش تولید پیش پلیمر پلی­یورتان………………………………………………………………. ۱۷

طرح (۱-۵): واکنش تولید پلیمر پلی­یورتان نهایی از پیش پلیمر………………………………….. ۱۸

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

کلیات، مبانی نظری و پیشینه تحقیق

 

 

 

 

 

 

۱-۱٫ مقدمه­ای بر پلی­یورتان­ها

از زمان کشف پلی­یورتان­ها در اواخر دهه­ی سی قرن بیستم تاکنون، این پلیمرها همواره به دلیل خواص ویژه و منحصربه‌فرد خود مورد توجه جدی بوده‌اند. تا

اواسط دهه­ی ۷۰ میلادی پلی­یورتان به دلیل قیمت بالای آن‌ها در کاربردهای ویژه­ای مصرف می‌شدند

ولی پس از آن دامنه‌ی تولید آن‌ها به‌سرعت گسترش یافت و در زمینه‌های مختلف صنعتی مورد بهره‌برداری قرارگرفته‌اند [۶-۱].

پلی­یورتان­ها، پلیمرهایی هستند که امروزه به‌عنوان فیلم، الیاف، الاستومر و نظایر آن مورد استفاده قرار می‌گیرند [۸،۷].

اعتبار کشف پلی‌یورتان‌ها متعلق به پروفسور بایر آلمانی در سال ۱۹۳۷ می‌باشد. وی

با انجام واکنش بین دی­ایزوسیانات آلیفاتیک و دی­ال­آلیفاتیک (گلیکول) و ۱،۴ بوتان­دی­ال تحت شرایط رفلاکس نوعی پلیمر خطی با وزن مولکولی بالا و

سنتز و بررسی اثر فرآیند بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت های ترموپلاستیک پلی یورتان- خاک رس اصلاح شده

ویسکوزیته­ی ذوب پایین به دست آورد که هم‌اکنون به آن پلی­یورتان گفته می‌شود. این پلی­یورتان به روش مذاب تهیه شد[۱۱-۱].

همانند پیشرفت‌های دیگر علم شیمی پلیمر، روش‌های جدیدی برای تولید پلی­یورتان نیز مطرح شدند. اولین پلی­یورتان تولیدشده دارای دمای ذوب oC185 و با نام Igamid U تحت عنوان سنتز و Perlon U برای نام تجاری بود[۱،۸،۱۲].

اولین ترموپلاستیک پلی­یورتان با نام I-Rubber توسط شرکت Dupont و ICI در دهه­ی ۴۰ میلادی به بازار عرضه شد. در این ترموپلاستیک پلی­یورتان از آب به عنوان زنجیرگستراننده، از  نفتالین ۱و۵ دی‌ایزوسیانات[۱] به عنوان دی­ایزوسیانات و یک

پلی‌اتر یا پلی‌استر دی­ال با وزن مولکولی بالا استفاده شد. به دلیل بالا بودن دمای ذوب این پلیمر از دمای تخریب پیوند یورتانی، این نوع پلیمر را به عنوان

[۱] Naphthalene-1,5-Diisocyanate

 

 

 

نقد وبررسی

نقد بررسی یافت نشد...

اولین نفر باشید که نقد و بررسی ارسال میکنید... “سنتز و بررسی اثر فرآیند بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت های ترموپلاستیک پلی یورتان- خاک رس اصلاح شده”

سنتز و بررسی اثر فرآیند بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت های ترموپلاستیک پلی یورتان- خاک رس اصلاح شده

0 نقد و بررسی
وضعیت کالا : موجود است.
شناسه محصول : N/A

قیمت : تومان14,000