پديد آورنده :
نصيري، مسعود
عنوان :
بررسي اثر افزودن نانو ذرات و ويسكرهاي كاربيد سيليسيم بر ريسندگي پلي پروپيلن و اندازه گيري خواص ليف نهايي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي صفهان، دانشكده نساجي
صفحه شمار :
ده، 88ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
علي زادهوش
استاد مشاور :
مصطفي يوسفي
توصيفگر ها :
سيليكون كاربيد , الياف نانو كامپوزيتي پايه پليمري
تاريخ نمايه سازي :
94/2/8
استاد داور :
صديقه برهاني، لاله قاسمي
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/09/26
چكيده فارسي :
8 چكيده سيليكون كاربيد به عنوان يكي از سخت ترين مواد جهت تقويت كنندگي در كامپوزيت ها بسيار مورد توجه است در اين ميان نانو ويسكرهاي سيليكون كاربيد كه از جديدترين مواد توليدي در صنعت سراميك مي باشد به دليل داشتن نسبت طول به قطر باال در كامپوزيت هاي پايه سراميكي بسيار مورد توجه قرار گرفته است اما استفاده از آن در نانوكامپوزيت هاي پايه پليمري هنوز مرسوم نشده است لذا در اين پژوهش با بكارگيري اين ماده به عنوان تقويت كننده در الياف پلي پروپيلن خواص مكانيكي تصويري طيفي رئولوژيكي و حرارتي آن اندازه گيري و با نانوذرات SiC مقايسه شد هر دو نوع نانوذره و نانو ويسكر در درصدهاي وزني 2 0 5 0 7 0 و 1 1جهت دستيابي به پراكنش خوب با دستگاه اكسترودر دو مارپيچه مورد اختالط قرار گرفتند همچنين با بكارگيري روش طراحي آزمايش تاگوچي جهت كم كردن تعداد آزمايشات نمونه هاي 2 0 و 7 0 درصد نانو ذره و نمونه هاي 5 0 و 1 1 درصد نانو ويسكر تحت اصالح سطح قرار گرفت در نهايت تأثير نانوذره و نانو ويسكر بر خواص فيزيكي و مكانيكي توسط آزمون هاي كششي SEM FTIR DSC مورد ارزيابي قرار گرفت نتايج حاصل نشان مي دهد كه در الياف كشيده نشده ازدياد طول تا پارگي كامپوزيت حاوي نانو ويسكر به دليل عدم آرايش يافتگي نانو ويسكرها در جهت محور ليف از كامپوزيت حاوي نانو ذره كمتر است پديده اي كه به شكل آرايش پوسته مغزي در تصاوير SEM گرفته شده از الياف كشيده نشده حاوي نانو ويسكر مشخص است همچنين مشاهده شد كه با افزايش درصد نانو ذره ابتدا افزايش خواص تا 5 0 درصد وزني اتفاق افتاده و سپس به دليل ايجاد تجمعات كاهش خواص رخ مي دهد در نانوكامپوزيت حاوي نانو ويسكر روند اندكي متفاوت است در اينجا بيشينه استحكام در 2 0 درصد و برابر 6 22درصد است اما در الياف كشيده شده تا 5 برابر طول اوليه نتايج آزمون كشش به كلي متفاوت بود به طوري كه مي توان خواص مكانيكي الياف كشيده شده حاوي نانو ويسكر نسبت به الياف حاوي نانو ذره بهتر شد كه دليل آن را جهت گيري نانو ويسكرها در جهت طول ليف در اثر اعمال كشش دانست مقدار اين بهبود 5 17 درصد در مدول مربوط به ليف حاوي 7 0 درصد بود همچنين بيشينه افزايش استحكام برابر 7 17 درصد براي كامپوزيت حاوي 7 0 درصد نانوويسكر بود حالت بهينه محاسبه شده از تحليل آماري تاگوچي در آزمون مدول عبارتست از كامپوزيت تشكيل شده از 7 0 درصد نانو ويسكر اصالح سطح نشده درون پلي پروپيلن همچنين شرايط بهينه براي آزمون استحكام نيز مطابق با نتايج تحليل آماري براي حالت 2 0 درصد از نانو ويسكر اصالح سطح نشده درون پلي پروپيلن بدست آمد براي آزمون ازدياد طول هم حالت كامپوزيت پرشده با 7 0 درصد نانو ويسكر اصالح سطح نشده بهترين جواب را عايد مي سازد نكته غير منتظره در اينجا كاهش خواص مكانيكي در نمونه هاي حاوي نانومواد اصالح سطح شده مي باشد كه دليل آن به افزايش درصد تبلور در اين نانوكامپوزيت ها برمي گردد براي مدول الياف كامپوزيتي حاوي نانو ذرات نزديكي خوبي با مدل كارون و نيز مدول عرضي بدست آمد اما تغييرات مدول الياف كامپوزيتي حاوي نانو ويسكر تا حدودي از مدل كاكس تبعيت مي كند همچنين در مورد نانوذرات نتايج تجربي هم خواني خوبي با مدل يانگ بيمونت دارد كلمات كليدي 1 سيليكون كاربيد 2 الياف نانو كامپوزيتي پايه پليمري 3 نانو ويسكر 4 پلي پروپيلن
چكيده انگليسي :
97AbstractSilicon carbid is considered as one of the stiffest materials for reinforcement in composites Siliconcarbid nanowiskers that recently manufactured in ceramic family industries is going to be highlyconsidered in ceramic matrix composites because of its high L D ratio But this material doesn t commonly use in polymer matrix composites yet So in present research nanowiskers use as reinforcement to strenghing polypropylene fiber thenmechanical reometrical and thermal properties of these fibers have been measured and resultscompaired with fibers containing sic nanoparticlesEach kind of nanoparticle and nanowisker has been mixed by means of twin screw extruder in1 2 1 5 1 8 and 1 1 weight percent to reach a good dispersion in polymer Also with the tanguchi method for decrease the number of experience just samples contains 1 2and 1 8 percent nanoparticle and samples contains 1 5 and 1 1 percent nanowisker be undersurface modification Finally effect of sic nanoparticles or nanowiskers addition on the physical and mechanicalproperties of polypropylene fibers has been studied with tensile SEM DSC and FTIR tests Results shows that for undrown fiber contain nanowiskers elongation at break lower than fiberscomposed with nanoparticles because nanowiskers could not orient along the fiber axis Here a wonderful observation is that SEM images of vertical cut off undrown fibers containingnanowiskers shows a core skin phenomenon Also it clearly observe that increase in nanoparticlepercentage up to 1 5 weight percent improve mechanical properties and after that because ofarising nanoparticle agglomeration it start to decrease In fibers contain nanowiskers maximumstrength is 22 7 percent with 1 2 percent reinforcement But for fibers that have been drown up to fifth as much as original length results is completelydifferent so that mechanical properties of these drown fibers contain nanowisker becomegreater than fibers contain nanoparticle because nanowiskers oriented along the longitudinaldirection of fiber as the reason of tension The greatest amount of improvement in modulus testfor fibers contain 1 8 percent nanowisker is 81 5 percent Also maximum of strength test againhappen in the same percent of reinforcement is 61 8 percent The best condition calculated at modulus test in taguchi method obtain from fiber contain 1 8percent non modified nanowisker Also the best condition at strength test obtain from fibercontain 1 2 percent non modified nanowisker For elongation test fibers contain 1 8 percent nonmodified nanowisker give the best result An unexpected observation in this research is that mechanical properties of samples containmodified sic is worse than fibers contain non modified sic This happen because of increasingcrystallite nucleation in modified sic makes fiber s crystals bigger Amount of modulus variationsin fibers containing nanoparticle follow the caron model But its variations in fibers containnanowisker goes nearby cox model
استاد راهنما :
علي زادهوش
استاد مشاور :
مصطفي يوسفي
استاد داور :
صديقه برهاني، لاله قاسمي
