پديد آورنده :
محمدي، زهره
عنوان :
بهبود خواص مكانيكي نانو كامپوزيت PP/O-MMT به كمك سازگاركننده ها و بررسي اثر EPDM بر چقرمگي آن در فرآيند مذاب
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي پليمر
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
يازده،67 ص.:مصور، جدول،نمودار
استاد راهنما :
روح الله باقري
استاد مشاور :
اميد معيني جزني
توصيفگر ها :
پلي پروپيلن , نانورس , سازگاركننده , مالئيك انيدريد , رابر
استاد داور :
محمود معصومي
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/07/30
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/08/01
چكيده فارسي :
چكيده پليپروپيلن يكي از مهمترين پليمر هاي ترموپالستيكي است كه به دليل داشتن خواص شيميايي مكانيكي و حرارتي نسبتا خوب توجه ص نعت گران زيادي را به خود جلب كرده است در چند دهه اخير استفاده از نانو ذرات رس بخصوص مونت موريلونيت درون ماتريس پليپروپيلني سبب تشكيل نانو كامپوزيتهايي با خواص منحصر به فردي شده است اما مشكل اين نانو كامپوزيتها نفوذ كم زنجيرهاي پليپروپيلني به درون اليههاي خاك رس و افزايش فاصله بين اليههاي خاك رس است بنابراين در نانو كامپوزيتهاي پليپروپيلن خاك رس به منظور سازگاري بين نانو رس و پليپروپيلن و دستيابي به سطوح باالتر پخش مونت موريلونيت درون ماتريس پليمري از سازگار كنندهها استفاده ميكنند سازگار كنندهها باعث كاهش تنش بين سطحي و افزايش چسبندگي ميان اجزا و در نتيجه بهبود خواص مكانيكي مي شوند همچنين افزودن ماده پركننده معدني سبب افزايش سختي و كاهش فرايند پذيري و چقرمگي نانو كامپوزيت ميشود كه ميتواند كاربرد آن را محدود كند بنابراين براي رفع اين نقص از مواد انعطاف پذيري از قبيل اتيلن پروپيلن دي ان مونومر استفاده ميشود در اين پژوهش جهت بهبود خواص مكانيكي و همچنين افزايش دامنه كاربردي پليپروپيلن نانو كامپوزيتهاي تركيبي حاوي مونت موريلونيت آلي اصالح شده O MMT و سازگار كنندههاي پلي پروپيلن پيوند خورده با مالئيك انيدريد PP g MA و استايرن اتيلن بوتيلن استايرن پيوند خورده با مالئيك انيدريد SEBS g MA و رابر اتيلن پروپيلن دي ان مونومر EPDM استفاده شد نمونهها در دوفاز به روش اختالط مذاب توسط اكسترودر دو مارپيچ و سپس قالب گيري تزريق تهيه شدند در فاز اول به منظور پراكنش همگن صفحات نانو رس درون ماتريس پليمري و افزايش چسبندگي بين فاز ماتريس و نانو رس نمونه ها با تركيب درصد مختلف اين دو سازگاركننده ساخته شدند براي بررسي خواص مكانيكي از آزمونهاي كشش و ضربه استفاده شد بر اساس نتايج آزمونهاي كشش و ضربه نمونه شامل PP O MMT و تركيب سازگار كنندهها با 5 درصد وزني PP g MA و 5 درصد وزني SEBS g MA استحكام كششي به ميزان 67 3 مدول يانگ به ميزان 04 3 و استحكام ضربه به ميزان 88 91 افزايش و ميزان ازدياد طول تا نقطه شكست به ميزان 66 33 كاهش نسبت به پليپروپيلن خالص نشان دادند و به عنوان نمونه مناسب انتخاب شد در فاز دوم جهت بهبود چقرمگي نانوكامپوزيتها از اضافه كردن EPDM با مقادير كم 2 4 و 6 درصد وزني استفاده گرديد و آزمون هاي مكانيكي مجددا براي آنها انجام شد نتايج استحكام كششي به ميزان24 3 مدول يانگ به ميزان60 3 و ميزان استحكام ضربه 45 24 افزايش و ميزان ازدياد طول در نقطه شكست به ميزان 96 03 كاهش نسبت به پليپروپيلن خالص نشان دادند در واقع بهبود استحكام ضربه و چقرمگي نانو كامپوزيت حاوي 2 درصد وزني EPDM را بدون كاهش سفتي و استحكام نشان داد كه ت ير مثبت EPDM در بهبود خواص مكانيكي را نتيجه داده است همچنين براي بررسي پراكنش ذرات رابر و نانوصفحات رس از آزمونهاي پراش اشعه ايكس XRD و ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني FESEM استفاده شد نتايج آزمون XRD نشان داد كه فاصله صفحات نانورس براي نمونه شامل 5 درصد وزني SEBS g MA و 5 درصد وزني PP g MA و نمونه حاوي 2 درصد وزني EPDM از آن نسبت به نانوذرات خالص افزايش داشته و حالت ميان اليه اي شدن اتفاق افتاده است همچنين تصاوير FESEM كوچك شدن اندازه قطر ذرات و توزيع مناسب ذرات رابري و O MMT را در ماتريس پليمري براي اين دو نمونه نشان دادند كلمات كليدي پليپروپيلن نانورس سازگاركننده مالئيك انيدريد رابر
چكيده انگليسي :
69 Improvement in mechanical properties of PP O MMT nanocomposites using compatibilisers and investigation of EPDM effect on toughness in melt processing state Zohreh Mohammadi zohreh mohammadi1@ce iut ac ir Date of Submission September 2019 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Rouhollah Bagheri bagheri@cc iut ac irAssist Omid Moini Jazani o moini@eng ui ac irAbstractPolypropylene is one of the most important thermoplastic polymers which has attracted greatattention due to its chemical mechanical and thermal properties In recent decades the use of claynanoparticles especially montmorillonite in polypropylene matrix has led to the formation ofnanocomposites with unique properties The problem with these nanocomposites however is thelow penetration of polypropylene chains into the clay layers and the increased gap between theclay layers Therefore in polypropylene nanocomposites clays are used as adapters forcompatibility between nano clay and polypropylene and to achieve higher levels ofmontmorillonite diffusion into the polymer matrix Adapters reduce interfacial tension andincrease adhesion between components and ultimately improve mechanical properties Theaddition of mineral filler also increases the hardness and reduces the processability and toughnessof the nanocomposite which can limit its application Therefore resilient materials such asethylene propylene di monomer are used to correct this defect In this study to improve themechanical properties as well as to increase the functional range of polypropylene compositenanocomposites containing modified organo modified montmorillonite O MMT and maleicanhydride grafted polypropylene SEBS g MA and rubber Ethylene propylene dna monomer EPDM was used Samples were prepared in two phases by melt mixing by twin screw extruderand then injection molding In the first phase the samples were fabricated by combining differentpercentages of these two adapters in order to homogeneously disperse the nanoclay plates into thepolymer matrix and increase the adhesion between the matrix and the nanoclay phase Tensile andimpact tests were used to investigate the mechanical properties Based on the results of the tensileand impact tests the sample consisted of PP O MMT and a combination of adapters with 5 wt PP g MA and 5 wt SEBS g MA tensile strength of 3 76 Young s modulus of 3 40 andimpact strength increased by 19 88 and elongation to break point decreased by 33 66 compared to pure polypropylene And was selected as the appropriate sample In the secondphase EPDM was used to improve the toughness of the nanocomposites with low values of 4 2 6 by weight and mechanical tests were performed again The results of tensile strengthincreased by 3 42 Young s modulus by 3 06 and impact strength by 42 54 and elongation atbreak point decreased by 30 69 over pure polypropylene In fact the improvement of impactstrength and toughness of the nanocomposite containing 2 wt EPDM without decreasingrigidity showed that the positive effect of EPDM resulted in improved mechanical properties X ray diffraction XRD and field emission scanning electron microscopy FESEM tests were alsoused to investigate the dispersion of rubber particles and clay nanosheets The results of XRD testshowed that the nanoclay plates distance for the sample containing 5 wt SEBS g MA and 5wt PP g MA and sample containing 2 wt EPDM was increased compared to purenanoparticles and the interlayer state It happened FESEM images also showed a decrease inparticle size and proper distribution of Rubber and O MMT particles in the polymer matrix forthese two samples Keywords polypropylene nanoclay adapters maleic anhydride rubber
استاد راهنما :
روح الله باقري
استاد مشاور :
اميد معيني جزني
استاد داور :
محمود معصومي
