13877

12614

كارشناسي ارشد

پليمر

اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي

۱۳۹۷

دوازده، ۸۸ص.: مصور، جدول، نمودار

احمدرضا شفيعي زادگان اصفهاني

محمود معصومي، احمد اسدي نژاد

1397/07/02

كتابنامه

مهندسي شيمي

مهندسي شيمي

ID12614

1 چكيده با بهكارگيري يك روش آناليز جديد ريزساختار سهبعدي آلياژ پليپروپيلن اتيلن پروپيلن دي ان مونومر PP EPDM قبل از پخت ديناميكي با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني مطالعه و ديده شد كه ريزساختار اين آلياژ ازآنچه تاكنون گزارششده است بسيار پيچيدهتر است مشخص شد كه بسته به مقياس مشاهده ريزساختار ميتواند همپيوسته يا ماتريس قطره باشد مستقل از روش آميزه سازي در اين آلياژ در بازه بسيار گستردهاي از تركيب درصد تمام فضا از ميكرو قطرات پر ميشود كه خود ساختار همپيوسته دارند درصورتيكه نسبت گرانروي فازها به يك نزديك باشد فاز EPDM در اين ساختار همپيوسته از به هم دوخته شدن نانو قطرات EPDM تشكيلشده است اندازه اين ميكرو قطرات در اثر تغيير گرانروي EPDM تغيير چنداني نميكند اما در اثر افزايش گرانروي PP كوچك ميشود همچنين اين ريزساختار وابسته به مقياس در مقابل تابكاري حرارتي پايداري قابلتوجهي دارد اين مشاهدات با ارائه يك ساز و كار جديد با استفاده از انحالل سطحي PP و EPDM تفسير شد به نظر ميرسد بعضي از زنجيرها كه همزمان در هر دو فاز حضور دارند بهعنوان عامل فعال سطحي عمل ميكنند و زنجيرهاي فازي كه انحاللپذيري بيشتري در فاز مقابل دارد زنجيرهاي PP عامل فعال سطحي مؤثرتري هستند اين عامل فعال سطحي مطابق قانون بنكرافت در امولسيونها باعث ميشود تا فاز PP حتي در تركيب درصدهاي باالي EPDM فاز پيوسته باقي بماند همچنين در حين تشكيل نانو قطرات EPDM اين زنجير عامل فعال سطحي كه در دو نانو قطره حلشده است مثل يك پل دو نانو قطره را به هم متصل نگهداشته و مانع از جدا شدن آنها ميشود با به هم دوخته شدن نانو قطرات يك ساختار سهبعدي بزرگ به وجود ميآيد نيروهاي هيدروديناميكي اين ساختار را ميشكند و ميكرو قطرات تشكيل ميشود اندازه اين ميكرو قطرات در اثر موازنه نيروهاي استوكسي هيدروديناميك با نيروهاي پلزني مشخص ميشوند در مقادير باالي EPDM كه وارونگي فازي اتفاق ميافتد ريزساختار وابسته به مقياس فوق ديده نميشود بلكه قطرات چندگانه شامل قطرات ريز EPDM در داخل قطرات درشت PP كه خود در فاز EPDM قرار دارد تشكيل ميشود پيدايش اين قطرات چندگانه نيز با قانون بنكرافت تفسير ميشود ازآنجاكه زنجيرهاي PP به شكل عامل فعال سطحي قويتر عمل ميكنند در قطرات ريز PP ممانعت فضايي بزرگي بين زنجيرهاي عامل فعال سطحي وجود دارد ازاينرو قطرات ريز EPDM وارد قطرات PP شده و اندازه قطرات PP بزرگ ميشود تا ممانعت فضايي كاهش يابد پس از انجام پخت ديناميكي و تبديل ترموپالستيك اولفيني TPO به ترموپالستيك االستومر ولكانيده TPV ميكرو ذرات تشكيل خوشه ميدهند ميزان خوشهاي شدن ميكرو ذرات بستگي به سرعت پخت آميزه EPDM نسبت به سرعت برش دارد هرچه نسبت سرعت پخت به سرعت برش بيشتر باشد ميكرو ذرات خوشههاي بزرگتري تشكيل خواهند داد كلمات كليدي ريزساختار آلياژ پليمري ترموپالستيك اولفين ترموپالستيك االستومر ولكانيده پليپروپيلن اتيلن پروپيلن دي ان مونومر

86 Mechanism of Morphology Development of Secondary Particles From Primary Nanoparticles in Dynamically Cured PP EPDM Thermoplastic Vulcanizates Mohammad Milad Abdollahi mm abdollahi@ce iut ac ir June 2018 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisor Dr Ahmad Reza Shafieizadegan Esfahani shafieizadegan@cc iut ac irAbstractThe 3 dimentional morphology of polypropylene Ethylen propylenen diene monomer PP EPDM blend wasanalyzed by electron microscope using a new sample preparation method and it was found that the morphology ofthis blend is much more complex than what has been reported so far It is found that depending on the scale ofobservation the morphology is co continuous or matrix disperse Independent of the employed procedure forblending in a wide range of compositions the space is filled with micro particles which have co continuousinternal structure When the viscosity ratio of the two phases is near unity the EPDM phase in this co continuousstructure is formed from nanoparticles which are connected together The size of micro particles do not changesignificantly by variation of the viscosity of EPDM phase but decrease by increasing the viscosity of PP Furthermore this scale dependent morphology has considerable thermal stability A new mechanism based onsurface solubility of PP and EPDM was revealed in order to explain these results It seems that some chains whichget involved simultaneously in both phases act as surfactants The chains of that phase which has more solubilityin the other PP chains are the more effective surfactants According to the Bancraft s rule in emulsions thissurfactant cause the PP phase to remain the continuous phase even at high EPDM contents Furthermore duringthe formation of EPDM nanodroplets by sheeting mechanism this surfactant chain which has solved in twodroplets keeps the two droplets connected together like a bridge and prevents them from separation consequently a large 3 dimentional structure is formed by nanodroplets sewn together When hydrodynamic forces break thisstructure microdroplets are developed The size of these microdroplets will be determined mainly by balancebetween the Stokesian hydrodynamic forces and the bridging forces At high EPDM contents where phaseinversion takes place this scale dependent morphology is not observed instead multiple droplets consisting ofsmall EPDM droplets in large PP drops are developed which are placed in the continuous EPDM phase Theformation of these multiple droplets is also explained by Bancraft s law Since the PP chains act as the moreeffective surfactant in the fine PP drops a big entropic repulsion between surfactant chains will be produced therefore small EPDM droplets inter to the PP droplets in order to increase PP particles and decrease this entropicrepulsion After dynamic vulcanization microparticles develop clusters The size of these clusters is directlyproportional to the rate of vulcanization to shear rate Key WordsMorphology Polymer blend Thermoplastic olefin Thermoplastic vulcanizate PP EPDM

احمدرضا شفيعي زادگان اصفهاني

محمود معصومي، احمد اسدي نژاد