مدلسازی برای پیش بینی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت بر پایه پلی آمید و پلی الفین الاستومر

thesis
abstract

در این پروژه مدول نانوکامپوزیتهای پلیمری بر پایه پلی آمید و پلی الفین الاستومر با فرض عدم تجمع ذرات تقویت کننده، مدلسازی شده است. درمدل ارائه شده ساختارهای هندسی متفاوت نانو تقویت کننده ( لایه ای ، کروی و استوانه ای) ، ناحیه سطح مشترک و جهت گیری تصادفی نانو تقویت کننده ها به عنوان عوامل موثر در خواص نهایی نانو کامپوزیت مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از این مطالعه پیش بینی مدول نانوکامپوزیتها با فرض واقع شدن ذرات نانوتقویت کننده در یکی از فازهای پلیمری (بر مبنای ضریب خیس شوندگی) می باشد. بر این اساس مدل نهایی در سه مرحله مورد بررسی قرار گرفت مرحله اول با فرض عدم حضور ذرات نانو تقویت کننده در محیط تعریف شده که متعاقباً سیستم را به یک آلیاژ ساده دو جزئی پلیمری تبدیل می نماید. در این مرحله سیستم مخلوط پلیمری بر مبنای آستانه اتصال اجزاء، به دو بخش قطره- ماتریس وهم پیوسته تقسیم می گردد. پیش از رسیدن کسر حجمی فاز پراکنده به آستانه اتصال، سیستم فقط شامل مورفولوژی قطره ماتریس بوده که رفته رفته با بیشتر شدن کسر حجمی و بهم پیوستن قطرات فاز مذکور جزء پیوسته نیز در سیستم نمایان می شود. در نقطه وارونگی فازی جابه جایی فازهای بدلیل افزایش کسر حجمی فاز پراکنده اتفاق می افتد، و سیستم در این نقطه به صورت کاملاً پیوسته خواهد بود. پس از نقطه جابه جایی فازی، فاز پیوسته جای خود را به فاز پراکنده داده و بنابراین تمام تغییرات مورفولوژیکی توصیف شده، با فرض جابه جایی فازها دوباره اتفاق می افتد. مدل ارائه شده در این بخش با اعمال ضریب سازگار کنندهf(d) بر مقادیر پیش بینی شده مدول (توسط مدلهای مربوط به هر کدام از ازجزاء قطره- ماتریس و هم پیوسته) مدول نهایی مخلوط پلیمری محاسبه می شود. مرحله دوم، بر مبنای پیش بینی مدول نانو کامپوزیتهای پلیمری با فرض عدم تجمع این ذرات و همچنین تک جزئی بودن ماتریس پلیمری شکل گرفت. در این مرحله شکل هندسی نانو تقویت کننده ها ، جهت گیری تصادفی و همچنین حضور ناحیه بین سطحی ( میان ذرات نانو تقویت کننده و ماتریس پلیمری) به عنوان پارامترهای بسیار مهم تعریف و به صورت مقادیر محاسباتی وارد مدلسازی شدند. غالبا ً از معادلات و قوانین حاکم بر کامپوزیت های الیاف پیوسته به عنوان مبنای محاسباتی، برای توصیف چارچوب مدل مذکور استفاده شد. این مدل از سه قسمت تشکیل می شود، که هر کدام بر شکل هندسی خاصی از ذرات نانو تقویت کننده دلالت می کند ( صفحه ای، استوانه ای و کروی). اساس و روند محاسباتی هر سه مدل بر مبنای پیش فرض های یکسان بوده، با این تفاوت که افزایش پیچیدگی هندسی نانوتقویت کننده ها ، بالطبع پیچیدگی محاسباتی را نیز به دنبال دارد. مرحله سوم ، شامل ادغام مدل های تعیین شده مرحله اول و دوم می باشد. در این مرحله با توجه به فرض قرار گرفتن ذرات نانوتقویت کننده در یکی از فازها، می توان آن فاز را به عنوان یک نانوکامپوزیت ( با ماتریس تک جزئی در نظر گرفت) و در نهایت کل سیستم را به صورت یک مخلوط پلیمری فرض کرد. چسبندگی کامل فازها، استحکام بالای سطح مشترک ( بین نانوتقویت کننده ها و همچنین بین دو فاز پلیمری)، توزیع مناسب، امتزاج ناپذیری دو فاز پلیمری در یکدیگر و ... را می توان از فرض های حاکم بر این مدل نام برد. در هر کدام از مراحل آزمون های تنش- کرنش برای تعیین مدول به منظور بررسی دقت و کارایی مدل های انجام و همچنین از داده های گزارش شده در منابع علمی دیگر نیز برای افزایش سطح اطمینان از صحت فرضیات و کارایی مناسب مدل های استفاده شد.

First 15 pages

Signup for downloading 15 first pages

Already have an account?login

similar resources

مدلسازی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت بر پایه پلی آمید 6 / لاستیک اکریلونیتریل بوتادی ان

این کار پژوهشی اختصاص به بررسی تئوری و تجربی رفتار مکانیکی نانو کامپوزیت های ساخته شده بر پایه لاستیک گرمانرم پلی آمید 6 وکائوچوی اکریلونیتریل بوتادی ان (pa6/nbr) تقویت شده با نانو لوله های کربنی تک دیواره دارد. دو ترکیب 60 و 40 درصد کائوچو همراه با سه ترکیب 5/0، 1 و 5/1 درصد نانو لوله برای ساخت نمونه ها انتخاب شدند. مدل سازی بر پایه به کارگیری روش المان های حجمی نماینده دو بعدی صورت پذیرفت. مح...

بررسی خواص حرارتی و مکانیکی پلی یورتان‌های بر پایه GAP

Glycidyl Azide Polymer is one of the most important energetic binders that is used in the composite solid propellant formulation. GAP is a unique binder with a positive heat of formation (+117.2 kJ⁄mol). In addition, GAP has good thermal and physical properties such as low glass transition temperature, low viscosity and high density compared to other energetic binders. GAP can be used as a bin...

full text

بررسی خواص مکانیکی و فیزیکی ماده مرکب چوب-پلاستیک بر پایه پلی اتیلن/پلی پروپیلن/پلی اتیلن ترفتالات بازیافتی

مزایایی از قبیل هزینه پایین، فراوانی منابع طبیعی تجدید پذیر و سفتی بالا باعث شده مواد مرکب چوب-پلاستیک مورد توجه قرار گیرند. در این تحقیق، از مخلوط پلی اتیلن چگالی بالا (HDPE)، پلی پروپیلن (PP)، و پلی اتیلن ترفتالات بازیافتی (rPET)، همراه با سازگارکننده‌های مالئیک پلی‌اتیلن (MAPE) و مالئیک پلی پروپیلن (MAPP) به عنوان زمینه برای تهیه ماده مرکب چوب پلاستیک استفاده شد. فرآیند تهیه چوب پلاستیک در د...

full text

اثر پلی آمید ۶ بر ساختار بلوری پلیمر در نانوکامپوزیت پلی وینیلیدن فلوئورید- نانوخاک رس

در این پژوهش، اثر نانوخاک رس بر ساختار بلوری پلی) وینیلیدن فلوئورید(، PVDF ، و شکل شناسی نانوکامپوزیت حاصل با بزارهای مختلف مطالعه شد. اثر 3 درصد وزنی از نانوخاک رس کلویزیتCloisite 30B) 30B ) روی ساختار بلوری PVDF به گونه ای است که بیش از 11 برابر درصد بلور بتای آن را افزایش می دهد. درصد بلور بتا از 6% در حالت پلیمر خالص به 68 % در غلظت 3% ازاین نانوخاک رس افزایش یافت. این امر به اثر الگوبخشی س...

full text

طراحی و ساخت هیدروسیلیکاژل بر پایه پلی اکریل آمید و بررسی خواص آن در شرایط مخزن

تولید آب اضافی در میدان‌های نفتی جنوب ایران مانند سایر میدان‌های نفتی در سراسر دنیا، یکی از معضلات اساسی در فرایند استخراج نفت است و احتمال می‌رود با به‌کارگیری و اعمال فناوری تزریق ژل‌های بسپاری به مخازن موجود، میزان تولید آب کاهش و سقف استخراج نفت افزایش یابد. بر این اساس، تزریق ژل‌های بسپاری به مخازن یاد شده، باهدف کاهش تولید آب و بهبود استخراج نفت، دلیل موجّهی برای پرداختن به این موضوع است. ...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران - دانشکده مهندسی پلیمر

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023