%41تخفیف

دانلود پروژه:مطالعه و بررسی نفوذ در نانوکامپوزیت اپوکسی- الیاف کربن

تعداد89 صفحه در فایل word

كارشناسي ارشد مهندسي پلیمر

 

مطالعه و بررسی نفوذ در نانوکامپوزیت اپوکسی- الیاف کربن

چکیده

اخیرا تلاش های قابل توجهی در زمینه ساخت سامانه های پلیمری عبورناپذیر در برابر گاز انجام شده است. این سامانه در مقایسه با سامانه های فلزی مزایایی هم چون چگالی پایین و هزینه ساخت کمتر دارند. از چالش های مهم در ساخت سامانه های پلیمری مذکور، کاهش نفوذ گازهای مختلف با انتخاب مناسب اجزا و شرایط فرایندیاست. در این پژوهش نانوکامپوزیت های بر پایه اپوکسی- الیاف کربن- نانوآلومینا مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا نانو ذره آلومینای صفحه ای به روش هیدروترمال با استفاده از آلومینیوم نیترات 9 آبه و سدیم دودسیل سولفات به عنوان عامل ایجاد ساختار با بهینه سازی شرایط فرایندی، سنتز شد. محصول با آزمون های SEM وXRD شناسایی و نانوآلومینای صفحه ای شناخته شد. سپس نانوکامپوزیت های اپوکسی – نانوآلومینا و اپوکسی- الیاف کربن حاوی نانوآلومینا ساخته شدند. نانوآلومینا در مقادیر 1، 5/2 و 5 درصد وزنی به رزین اضافه شد. اثر الیاف کربن و مقدار نانوذرات بر عبورپذیری گاز و خواص مکانیکی نمونه­ها بررسی شد. آزمون عبورپذیری با استفاده از گازهای نیتروژن، آرگون و کربن دی اکسید برای نمونه های نانوکامپوزیتی اپوکسی- نانوآلومینا انجام شد. هم چنین عبورپذیری گاز کربن دی اکسید نمونه های نانوکامپوزیتی اپوکسی – الیاف کربن حاوی نانوآلومینای صفحه ای اندازه گیری شد. نتایج نشان داد استفاده از نانو آلومینا با مرفولوژی صفحه ای همزمان با افزایش خواص مکانیکی، باعث کاهش چشمگیر عبور پذیری می شود. خواص بهینه به نوع گاز و مقدار نانوذره وابسته است. عبورپذیری گاز کربن دی اکسید در نانوکامپوزیت اپوکسی- الیاف کربن حاوی 5 درصد وزنی نانوآلومینای صفحه ای 83 درصد کاهش یافته است. هم چنین مدول یانگ نانوکامپوزیت اپوکسی – نانوآلومینای صفحه ای 30 درصد افزایش یافت.

واژه های کلیدی : عبورپذیری، نانوآلومینای صفحه ای، اپوکسی، هیدروترمال.

فهرست مطالب

عنوان                                            صفحه

فهرستشكل‌‌ها ‌د

1-1  مقدمه 7

1-2  اصولپديده‌هایانتقال 8

1-2-1  عواملموثربرپديده‌هایانتقال 9

1-2-1-1 طبیعتپلیمر…………. 9

1-2-1-2 طبیعتنفوذکننده.. 11

1-2-1-3 پرکننده……………………. 11

1-2-1-4 دما ………………………………………………………………………………………………………………………………………12

1-3  اندازه‌گیریعبورپذیری 13

1-3-1  اندازه‌گیریبااستفادهازالمانعبورپذیری 13

1-3-2  آزمایشجذب – واجذب 16

1-3-3  عبورپذیریدرنانوکامپوزیت‌ها 18

1-4  آلومینا 21

1-4-1  بوهمایت 23

1-4-2  کاربردهاوخواص 24

1-5  روش‌هایسنتزنانوآلومینا 24

1-5-1  روشبایر 25

1-5-2  روشهیدروترمال 26

1-5-2-1 عواملسطحفعال…… 27

1-5-2-2 پتانسیلزتا………………. 30

1-6  مسألهتحقیق 31

فصل 2……………………………………………….. ……………………………… 32

2-1  مقدمه 33

2-2  مواد 33

2-2-1  رزیناپوکسی 34

2-2-2  سختکننده 35

2-2-3  الیافکربن  : 36

2-3  تجهیزات 36

2-4  روشتهیهنمونه 37

2-4-1  سنتزنانوآلومینایصفحه‌ای 37

2-4-2  ساختفیلمبرایآزمونعبورپذیری 38

2-4-2-1 ساختفیلماپوکسیخالص 39

2-4-2-2 ساختفیلمنانوکامپوزیتیاپوکسینانوآلومینا 39

2-4-2-3 ساختکامپوزیتاپوکسی-الیافکربن 40

2-4-2-4 ساختنانوکامپوزیتاپوکسی-الیافکربن – نانوآلومینایصفحهای 40

2-5  آزمون­ها 41

2-5-1  آزمونعبورپذیری 41

2-5-1-1 تجهيزاتسامانهعبورپذیریباحجمثابت 43

2-5-1-2 آزمايشعبورپذیریدرسامانهحجمثابت 44

2-5-2  خواصمکانیکی 46

2-5-3  شکلشناسی 46

2-5-3-1 آزمونپراشاشعهایکس 46

2-5-3-2 طیف‌سنجیپراشانرژیاشعهایکس 46

2-5-3-3 آزمونمیکروسکوپالکترونیپویشی 46

فصل 3……….………………………………………. ………………………………. 47

3-1  مقدمه 48

3-2  شکلشناسیپودرسنتزشده 48

3-2-1  اثرpHبرشکلشناسینانوذرات 48

3-3  تعیینفازنانوآلومینایصفحه‌ایسنتزشده 57

3-4  شکلشناسینانوکامپوزیتاپوکسینانوآلومینایصفحهای 58

3-5  عبورپذیریاپوکسیخالصونانوکامپوزیتاپوکسی – نانوآلومینایصفحه‌ای 59

3-6  عبورپذیرینانوکامپوزیتاپوکسیالیافکربن – نانوآلومینایصفحهای 63

3-7  خواصمکانیکیاپوکسیونانوکامپوزیتاپوکسی- نانوآلومینایصفحهای 64

3-8  عبورپذیرینوراپوکسیونانوکامپوزیتاپوکسیآلومینایصفحهای 65

فصل 4……….. 67

4-1  نتیجهگیری 68

4-2  پیشنهادهابرایپژوهش‌هایآتی 68

مراجع…………. 69

واژهنامه‌يانگليسيبهفارسي 75

 

فهرست جدول‌ها

عنوان                                            صفحه

جدول 1- 1 تأثیرگروه‌هایاستخلافیزنجیرهاصلیرویعبورپذیرینسبتبهگازاکسیژن 10

جدول 1- 2 تأثیرقطبیتگروه‌هایاستخلافیرویعبورپذیریپلیمرهایوینیلی 10

جدول 1- 3 تأثیرنوعگازبرعبورپذیریپلی‌اتیلنواپوکسی 11

جدول 1- 4 خواصآلومینا 22

جدول 1- 5 ناموفرمولشیمیاییبرخیازعواملسطحفعال 29

جدول 1- 6 نقطههمباربرایموادمختلف 30

جدول 2- 1 مشخصاترزیناپوکسی……………………………………………………………………………………………34

جدول 2- 2 مشخصاتسختکننده 35

جدول 2- 3 مشخصاتالیافکربن 36

جدول 2- 4 تجهیزاتمورداستفادهدراینتحقیق 36

جدول 2- 5 عواملمؤثربرمرفولوژینانوآلومینایصفحه‌ایوحدودتغییرات 38

جدول 3-1رابطهابعادیمایسلباشکلمایسل………………………………………………………………………..52

جدول 3- 2 مشخصاتعاملسطحفعال،پارامترفشردگیوشکلمایسل 53

جدول 3- 3 قطرمولکولگازهاینیتروژن،آرگونوکربندیاکسید 59

جدول 3- 4 خواصمکانیکیاپوکسیخالصونانوکامپوزیتاپوکسی- نانوآلومینایصفحهای 64

فهرست شكل‌‌ها

عنوان                                            صفحه

شکل 1- 1 تأثیردمابرضریبعبورپذیری 12

شکل 1- 2 سلولعبورپذیری 13

شکل 1- 3 تغییراتغلظتبازمان 15

شکل 1- 4نمونه‌ایازمنحنیآزمایشجذب – واجذب 17

شکل 1- 5 آرایشمنظمنانوذراتصفحهای 19

شکل 1- 6 عبورپذیریبرحسبکسرحجمیپرکنندهبرایمقادیرمختلفنسبتمنظر 19

شکل 1- 7 مقدارپارامترجهت‌گیریبرایسهنوعجهت‌گیریمختلف 20

شکل 1- 8 ساختارشیمیاییآلومینا 21

شکل 1- 9 فازهاوشکلهایمختلفآلومینا 21

شکل 1- 10 ساختارفضاییبوهمایت 23

شکل 1- 11 مدلگلولهومیلهبوهمایت 23

شکل 1- 12 روشبایر 25

شکل 1- 13 ساختارعواملسطحفعال 27

شکل 1- 14 مایسل 27

شکل 1- 15 تشکیلمایسلوغلظتعاملسطحفعال 28

شکل 1- 16 نحوهتغییراتپتانسیلزتاباpH 30

شکل 2- 1 رزیننوالاکفنولی……………………………………………………………………………………………………..34

شکل 2- 2 بوتاندیالدیگلیسیدیلاتر 34

شکل 2- 3 دیمتیلآمینومتیل 35

شکل 2- 4 سیکلوهگزیلآمین 35

شکل 2- 5 اتوکلاومورداستفادهبرایسنترنانوآلومینا 37

شکل 2- 6 مراحلساختنمونههایآزمونعبورپذیری 38

شکل 2- 7 مراحلساختفیلماپوکسیخالص 39

شکل 2- 8 مراحلساختکامپوزیتاپوکسیالیافکربن 40

شکل 2- 9 مجموعهدستگاهياندازهگيريعبورپذیری 42

شکل 2- 10سلعبورپذیری (محلقرارگرفتنفیلمپلیمری) 43

شکل 2- 11 سلعبورپذیری (بعدازبستنقسمتبالایی) 43

شکل 2- 12 نمودارفشار–زمان 45

شکل 3- 1 تصویرSEM پودرسنتزشدهدر 5/2= pH 48

شکل 3- 2 تصویرSEM پودرسنتزشدهدر 5/3 = pH 49

شکل 3- 3 تصویرSEM پودرسنتزشدهدر 5/5 = pH 49

شکل 3- 4 تصویرSEM پودرسنتزشدهدر 5/7 = pH 50

شکل 3- 5 تصویرSEM پودرسنتزشدهدر 5/9 = pH 50

شکل 3- 6 مکانیسمتشکیلورقههایبوهمایت 51

شکل 3- 7 مایسلسدیمدودسیلسولفات 53

شکل 3- 8 تغییراتپتانسیلزتایآلومیناباpH 54

شکل 3- 9 تصویرSEM پودرسنتزشدهدر46/2 = pHقبلازعملیاتحرارتی 55

شکل 3- 10 تصویرSEM پودردر46/2 = pHقبلازعملیاتحرارتیبابزرگنماییبیشتر 55

شکل 3- 11 تصویرSEM پودرسنتزشدهدر46/2 = pHبعدازعملیاتحرارتی 56

شکل 3- 12 تصویرSEM پودرسنتزشدهدر46/2 = pHبعدازعملیاتحرارتی 56

شکل 3- 13طیفEDAXنانوآلومینایسنتزشده 57

شکل 3- 14طیفXRD 57

شکل 3- 15 پیکمرجعگاماآلومینا 57

شکل 3- 16 تصویرلایهایEDAXازسطحنانوکامپوزیتاپوکسیبا 5% نانوآلومینا 58

شکل 3- 17 تصویرنگاشتنانوکامپوزیتاپوکسیبا 5% نانوآلومینا 58

شکل 3- 18 چگونگینفوذگازبهداخلپلیمرها 60

شکل 3- 19 مدلپیشنهادینیلسن 60

شکل 3- 20 عبورپذیرینسبتبهگازنیتروژن 61

شکل 3- 21 عبورپذیرینسبتبهگازآرگون 61

شکل 3- 22 عبورپذیرینسبتبهگازکربندیاکسید 62

شکل 3- 23 عبورپذیرینسبتبهگازهاینیتروژن،آرگونوکربندیاکسید 62

شکل 3- 24 عبورپذیرینانوکامپوزیتاپوکسیالیافکربننسبتبهکربندیاکسید 63

شکل 3- 25 وابستگیمدولیانگبهدرصدوزنینانوآلومینا 64

شکل 3- 26 عبورپذیریاپوکسیخالصونانوکامپوزیتاپوکسی 65

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