%36تخفیف

دانلود پروژه:بررسی خواص مکانیکی، مورفولوژیکی و رئولوژیکی کامپوزیت­ها و نانو کامپوزیت آلیاژهای ABS/SBS

تعداد112 صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد در رشته مهندسی شیمی

بررسی خواص مکانیکی، مورفولوژیکی و رئولوژیکی کامپوزیت­ها و نانو کامپوزیت آلیاژهای ABS/SBS

 

کلید واژه ها: کامپوزیتABS/SBS، خواص مکانیکی، خواص مورفولوژیکی، خواص رئولوژیکی

چکیده:اکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (ABS) یک ترموپلاستیک مهندسی با خاصیت فرآیند پذیری خوب و پایداری ابعادی مناسب می‌باشد که مصارف گسترده ای در صنایع مختلف دارد. با این حال، برخی از گریدهای ABS استحکام ضربه کمتری نسبت به انواع دیگر آن، مخصوصا در دماهای پایین دارند. هدف اصلی از انجام این پروژه، مطالعه رفتار مکانیکی، رئولوژیکی و مورفولوژیکی آلیاژهای ABS/SBS و نیز تأثیر آلی رس DK4 بر روی این خصوصیات بود. بررسی رفتار مکانیکی نمونه‌ها نشان داد که افزودن 3% و 5% وزنی SBS به ABS منتج به افزایش استحکام ضربه آن می‌شود. علت این امر، افزایش حجم ناحیه ای است که در آن مکانیزم حفره زایی و ترکچه زایی ذرات لاستیکی رخ می‌دهد. همچنین پل زدن ذرات لاستیکی روی ترک های در حال رشد نیز سبب افزایش استحکام ضربه این نمونه ها می گردد. در درصدهای بالاتر SBS، به دلیل تجمع ذرات لاستیکی که توسط تصاویرSEM قابل مشاهده می‌باشد، استحکام ضربه کاهش می‌یابد. مقدار کشش در نقطه تسلیم در حضور SBS برای تمام نمونه‌ها کاهش می‌یابد. افزودن آلی رس به نمونه‌ها سبب کاهش چشمگیر استحکام ضربه و نیز کاهش تنش تسلیم آن‌ها می‌گردد. تمرکز تنش بهواسطه پخش صفحات رس در ماتریس و نیز حضور توده های رس که از الگوهای XRD نتیجه می‌شوند، از دلایل افت خواص مکانیکی نانوکامپوزیت آلیاژها می‌باشد. مطالعات مورفولوژیکی انجام شده توسط دستگاه SEM، توزیع ذرات لاستیکی با اندازه مناسب را در ترکیب درصدهای پایین SBS نشان می‌دهند که با افزودن آلی رس، اندازه این ذرات کاهش می‌یابد. الگوی XRD نانوکامپوزیت آلیاژها شکست توده های رس به صفحات نازک‌تر و افزایش فاصله بین لایه­ای ناشی از نفوذ زنجیرهای پلیمری را نشان می‌دهد. پخش قسمتی از صفحات جدایش یافته در ماتریس به وسیله نتایج حاصل از تست‌های رئولوژیکی نیز تایید می‌گردد.  این نتایج نشان می‌دهد که آلی رس برهم کنش تقریبا مناسبی را با ماتریس دارد ولی مقدار رس بکار رفته (3% وزنی) پایین‌تر از حد تشکیل شبکه می‌باشد. همچنین افزودن SBS به ABS باعث افزایش مدول الاستیک و اتلاف و ویسکوزیته ترکیبی نمونه ها و کاهش فاکتور اتلاف در آلیاژها می شود.

فهرست مطالب

فصـلاول.

1-1مقدمه.. 2

1-2تاریخچهکامپوزیت.. 2

1-2-1مقدمهایبرترموپلاستیکالاستومرها.. 3

1-2-2کامپوزیت‌هایپرشده…………………….. 4

1-2-3نانوکامپوزیت‌ها…………………………   5

1-2-4نانوکامپوزیت‌هایپلیمر/خاکرس.. 7

1-3ساختاروخواصسیلیکات‌هایلایهای.. 7

1-3-1مونتموریلونیت………………………..   9

1-3-2دستهبندینانوکامپوزیت‌هابرحسبمیزانجدایشصفحاترس.. 9

1-4روش‌هایتهیهنانوکامپوزیت‌هایخاکرس/ پلیمر.. 11

1-5روش‌هایتعیینمیزانجدایشرس.. 12

1-6محلقرارگرفتنفیلردرنانوکامپوزیتآلیاژهایپلیمری.. 13

1-7رفتارمکانیکیپلیمرهایآمورف.. 14

1-7-1تغییرشکلموضعی……………………. 14

1-7-2مکانیسم‌هایجذبانرژیدرآلیاژهایپلیمریبرپایهABS. 18

1-8رئولوژی.. 26

1-8-1مقدمه…………………………………………   26

1-8-2رئولوژیآلیاژهایABS……………… 27

1-8-3مقدمهایبررئولوژینانوکامپوزیت‌ها.. 28

1-8-4خواصویسکوالاستیکخطی…….. 28

1-8-5اثرآلیرسبررفتارویسکوالاستیکخطینانوکامپوزیت‌ها.. 29

1-9جمعبندی.. 33

فصلدوم.

2-1مواداولیه.. 35

2-1-1اکریلونیتریلبوتادیناستایرن ……. 35

2-1-2پلی (استایرن–بوتادین–استایرن).. 35

2-1-3آلیرس……………………………………..   36

2-2تجهیزاتمورداستفادهدرتهیهنمونه‌ها.. 37

2-2-1اکسترودردوپیچهای………………… 37

2-3دستگاههایمورداستفادهدرآنالیزنمونه‌ها.. 41

2-3-1دستگاهمقاومتدربرابرضربهآیزد.. 41

2-3-2دستگاهآزمونکششی (Tensile).. 42

2-3-3دستگاهمیکروسکوپالکترونیروبشی.. 43

2-3-4دستگاهپراشاشعهX………………… 45

2-3-5دستگاهرئومتردینامیکی…………….. 45

فصلسوم

3-1مقدمه.. 47

3-2مورفولوژی.. 48

3-2-1 نتایجحاصلازتصاویرSEM…….. 48

3-2-2نتایجحاصلازXRD…………………. 55

3-3نتایجحاصلازتست‌هایمکانیکی.. 60

3-3-1استحکامضربهآیزد……………………. 60

3-3-2کششدرنقطهتسلیم………………… 68

3-4رئولوژی.. 72

فصلچهارم

4-1نتیجهگیری.. 81

4-2پیشنهادات.. 83

مراجع………….. 84

فهرست اشکال

شکل‏1‑1 ساختارسیلیکات‌هایلایهای[15]. 8

شکل‏1‑2 a) لایههایرسجدایشنیافتهb) حالتجدایشیافتهمتناوبc) حالتجدایشیافتهلایهای[17]. 10

شکل‏1‑3 رفتارتنش- کرنشپلیمرها[21]. 15

شکل‏1‑4 تصاویرSEMمربوطبهa) PP/SBS5،b) PP/SBS10،c) PP/SBSn5،d) PP/SBSn10 [24] 17

شکل‏1‑5 نمودارتنش- کرنشABSوABSپرشدهباترکیبدرصدهایمختلفازگرافیت [28]  20

شکل‏1‑6 a) نمودارمدولالاستیکABSدرمقابلترکیبدرصدگرافیت،b) نموداراسترسوکرنششکستABSدرمقابلترکیبدرصدگرافیت [28]. 21

شکل‏1‑7 نمودارقدرتکششیABSپرشدهبا 15% گرافیتاصلاحشدهسطحی [31]  23

شکل‏1‑8 تصاویرSEMمربوطبهسطحشکستABS/HCF [31]. 23

شکل‏1‑9 تصویرSEMمربوطبهسطحشکستABS/PA6/SCF [31]. 24

شکل‏1‑10 ویژگیکششیABS/HCFباافزودنPA6 [31]. 25

شکل‏1‑11 شماتیککراتهیدرودینامیکیمربوطبهتودههایرسوتشکیلشبکهناشیازبرخورداینذرات[17]. 30

شکل‏1‑12 مدولذخیرهایبهصورتتابعیازفرکانسباافزایشدرصدآلیرس[36]  30

شکل‏1‑13 تأثیرآلیرسبرمدولذخیرهایABSبهصورتتابعیازفرکانس[37]  31

شکل‏1‑14 تأثیرآلیرسبرمدولاتلافABSبهصورتتابعیازفرکانس[37]. 32

شکل‏2‑1 اکسترودردوپیچهایبهکاررفتهدرتهیهنمونه‌ها. 37

شکل‏2‑2 دستگاهآزمونضربهآیزد. 41

شکل‏2‑3 دستگاهآزمونکشش. 42

شکل‏2‑4 نمونهآمادهشدهجهتانجامتستکشش. 43

شکل‏2‑5 دستگاهمیکروسکوپالکترونیروبشی. 44

شکل‏2‑6 دستگاهلایهنشانیطلا. 44

شکل3‑1 میکروگراف‌هایSEMمربوطبهABSبکاررفتهدرنمونه‌هابابزرگنماییهایمختلف  49

شکل3‑2 میکروگرافSEMمربوطبهAS3. 49

شکل3‑3 میکروگرافSEMمربوطبهنمونهAS5. 49

شکل3‑4 میکروگرافSEMمربوطبهنمونهAS10. 50

شکل3‑5 میکروگرافSEMمربوطبهنمونهAS29. 50

شکل3‑6 اندازهحفره‌هادرتصویرSEMمربوطبهABS. 51

شکل3‑7 اندازهحفره‌هاوذراتلاستیکیدرتصویرSEMمربوطبهAS3. 52

شکل3‑8 اندازهحفره‌هاوذراتلاستیکیدرتصویرSEMمربوطبهAS20. 52

شکل3‑9 میکروگرافSEMمربوطبهنمونهASC31. 53

شکل3‑10 میکروگرافSEMمربوطبهنمونهASC33. 53

شکل3‑11 میکروگرافSEMمربوطبهنمونهASC51. 54

شکل3‑12 میکروگرافSEMمربوطبهنمونهASC53. 54

شکل3‑13 الگویXRDمربوطبهآلیرسونانوکامپوزیت‌هایAC1وAC3. 56

شکل3‑14 الگویXRDمربوطبهآلیرسونانوکامپوزیتآلیاژهایASC31وASC33  57

شکل3‑15 الگویXRDمربوطبهآلیرسونانوکامپوزیتآلیاژهایASC51وASC53  59

شکل3‑16 نموداراستحکامضربهآلیاژهادرمقابلترکیبدرصدSBS. 60

شکل3‑17 a) استحکامضربهPCدرمقابلترکیبدرصدفازلاستیکی،b) استحکامضربهPCدرمقابلاندازهذراتپخششده]55[ 63

شکل3‑18 استحکامضربهABSدرمقابلترکیبدرصدفازلاستیکی]40[ 64

شکل3‑19 طرحوارهتشکیلمناطقمتفاوتدرنوکترک]58[ 65

شکل3‑20 استحکامضربهآیزدنانوکامپوزیتآلیاژها. 65

شکل3‑21 a) نموداراستحکامضربهABSوABSپرشدهباآلیرس]60[،b) نموداراستحکامضربهABSدرترکیبدرصدهایمختلفآلیرس]59[ 66

شکل3‑22 نمودارمقدارکششدرنقطهتسلیمآلیاژهادرمقابلترکیبدرصدSBS  68

شکل3‑23 نمودارکششدرنقطهتسلیمنانوکامپوزیتآلیاژها. 71

شکل3‑24 نمودارمدولذخیرهاینمونه‌هادرمقابلفرکانسزاویهای. 72

شکل3‑25 نمودارمدولاتلافنمونه‌هادرمقابلفرکانسزاویهای. 73

شکل3‑26 نمودارویسکوزیتهترکیبینمونه‌هادرمقابلفرکانسزاویهای  73

شکل3‑27 نمودارفاکتوراتلافنمونه‌هادرمقابلفرکانسزاویهای. 76

شکل3‑28 نمودارهایHanنمونه‌ها. 77

شکل3‑29 نمودارهایمدولذخیرهایواتلافABSدرمقابلفرکانسزاویهای  78

شکل3‑30 نمودارهایمدولذخیرهایواتلافAS3درمقابلفرکانسزاویهای  79

شکل3‑31 نمودارهایمدولذخیرهایواتلافASC33درمقابلفرکانسزاویهای  79

فهرست جداول

جدول2‑1 خواصپلیمرهایبهکاررفتهدرساختکامپوزیت‌هاونانوکامپوزیت‌ها   35

جدول2‑2 خواصآلیرسمورداستفادهدرنانوکامپوزیت‌ها.. 36

جدول2‑3 پروفایلدماییبچاول.. 38

جدول2‑4 اطلاعاتمربوطبهاکسترودردرتهیهنمونه‌ها.. 39

جدول2‑5 پروفایلدماییبچهایسهبهبعد.. 40

جدول2‑6 ترکیبدرصدنمونه‌ها.. 40

جدول‏3‑1 علائماختصاریومشخصاتنمونه‌ها.. 47

جدول‏3‑2 اطلاعاتمربوطبهاستحکامضربهABSپرشدهبانانوفیبرهایسپیولیت]30[ 67

جدول‏3‑3 دادههایمربوطبهاستحکامضربهABSپرشدهبافیبرهایشیشهونانوسپیولیت]61[ 67

جدول‏3‑4 مقادیرکششدرنقطهتسلیمPPدرترکیبدرصدهایمختلففازلاستیکی ]EPDM62[ 69

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo