در این پایان نامه، مساله ای که به آن خواهیم پرداخت شبیه سازی جریان مذاب پلیمری و هم-چنین مذابهای ویسکوز به یک محفظه و قیاس آنها با هم می باشد که به صورت انبساط ناگهانی جریان بوده و طی چند مرحله که به تفصیل در فصول آینده می آید به نوعی مرحله پر شدن در قالب گیری تزریقی را شبیه سازی می نماید. فرضیات مورد استفاده در این شبیه سازی عبارتند از در نظر گرفتن ویسکو الاستیک غیر خطی با مدلucm برای جریان مذاب، شرایط غیر همدما، عدم لغزش روی دیواره و مسطح در نظر گرفتن جبهه مذاب می باشد. با استفاده از روش المانهای محدود فرمولاسیون معادلات ممتنم، ساختاری و انرژی برای سیال ویسکوالاستیک غیر خطی به دست آورده شد و با اعمال شرایط مرزی به دستگاه معادلات جبری نهایی جهت حل رسید. سپس به جهت طراحی آزمایشات عددی برای حصول اطمینان از فرمولاسیون بکار گرفته شده این شبیه سازی برای سه سیال نیوتنی، ویسکوز، باورلاو ویسکوالاستیک غیر خطیی با مدل ucm صورت پذیرفت و نتایج آنها با هم مقایسه شد. در انتها نیز اثر سرعت بر رفتار الاستیک مورد بررسی قرار گرفت.

مصرف بالای لاستیک استایرن بوتادین(sbr) در صنعت لاستیک سازی، توجه زیادی را برای بهبود خواص آن به خود جلب کرده است. تقویت لاستیک به وسیله پرکننده ها، از متداول ترین و مهمترین روش ها است. پرکننده خاک رس نانومتری نیز در آمیزه های لاستیکی مورد توجه قرار گرفته است. بر اساس خواص منحصر بفرد خاک رس یعنی ساختار لایه ای و نانومتری صفحات، بهبود تقویت کنندگی در خواص مکانیکی تریبولوژیکی انتظار می رود. در نانوکامپوزیت های لاستیکی پراکنش پرکننده نقش بسزایی در بهبود خواص آن ها دارد. در میان روش های ساخت نانوکامپوزیت های لاستیکی، روش لاتکس به علت استفاده از خاک رس اصلاح نشده و ارزان مطلوب تر می باشد. در حالی که روش آمیزه کاری مذاب برای آمیزه کاران صنعتی، برای تهیه نانوکامپوزیت های صنعتی ترجیح داده می شود. به منظور تعیین تفاوت ها بین دو روش ذکر شده و مطالعه اثر پراکنش خاک رس بر روی خواص نانوکامپوزیت ها، نانوکامپوزیت sbr و خاک رس با دو روش انعقاد لاتکس و مذاب به طور هم زمان تهیه و مورد مقایسه قرار گرفت. برای بررسی پراکنش خاک رس از تفرق اشعه ایکس(xrd) و میکروسکوپ نیروی اتمی(afm) استفاده شد. نتایج پرتو ایکس در نانوکامپوزیت های حاوی 1، 3 و 5 قسمت وزنی خاک رس ساختار درمیان لایه ای را در نمونه های تهیه شده به روش مذاب و ساختار نسبتاً درهم ریخته را در نمونه های تهیه شده به روش لاتکس نشان می دهد. همچنین نتایج afm پراکنش بهتر نمونه های تهیه شده به روش لاتکس را نسبت به روش مذاب اثبات کرد. خواص الاستیک و استحکامی آمیزه ها توسط آزمون کشش یکطرفه بررسی شد. خواص اتلافی و تریبولوژیکی با تحلیل نتایج آزمون دینامیکی مکانیکی حرارتی (dmta) و تریبومترهایی مانند دستگاه سایش آکرون و دستگاه اندازه گیری ضریب اصطکاک بررسی شد. آزمون dmta پراکنش بهتر و اتلاف دینامیکی کمتر را در نمونه های تهیه شده به روش لاتکس نشان داد. با اندازه گیری میزان ضریب سایش پذیری واصطکاک، به ترتیب کمترین و بیشترین مقدار آن ها در نمونه های تهیه شده به روش لاتکس مشاهده شد.

پلی آمید ها از جمله پلاستیک های مهندسی هستند که در کاربردهای تریبولوژیکی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در این بین پلی آمید 6 به سبب برخی خواص ویژ? فیزیکی، مکانیکی و تریبولوژیکی، جایگاه ویژه ای یافته است. از آنجاییکه پلی آمید 6 به صورت خالص قادر به تامین احتیاجات تریبولوژیکی نیست، اصلاح خواص تریبولوژیکی با افزودن پرکننده ها تامین می گردد. درحال حاضر از پرکننده های سرامیکی، اکسیدهای فلزی و الیاف کوتاه در این پلیمر استفاده می شود. در این پروژه از پرکننده های نانوسیلیکا (3% وزنی) و الیاف آرامید (4% و 8%) برای اصلاح خواص تریبولوژیکی پلی آمید 6، جهت استفاده در کاربردهای مهندسی استفاده شده است. برای بهبود توزیع ذرات نانوسیلیکا در بستر پلی آمید 6، از اصلاح کننده-های سیلانیِ آمینی و وینیلی بر سطح نانوسیلیکا استفاده شده و نمونه های پلیمری با روش مذاب تهیه گردید. نمونه های آزمون مکانیکی و تریبولوژیکی، به روش تزریق ساخته شد. به منظور بررسی پراکنش پرکننده ها در ماتریس پلیمری، تصاویر sem از سطح شکست نمونه ها تهیه شد و آزمون های کشش یکطرفه، ضربه، دینامیکی مکانیکی (dmta) و آزمون واپیچیدگی حرارتی (hdt)، برای بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از دستگاه تریبومتر، ضریب اصطکاک و میزان سایش نمونه ها، در آزمون های کوتاه مدت و بلندمدت، اندازه گیری شد. در نهایت به علت ماهیت پدیده نگری این پروژه، از آنالیزهای آماری به منظور حصول نتایج قابل استناد و اطمینان استفاده شد. نتایج نشان داد، نانوسیلیکای اصلاح نشده در بهبود خواص مکانیکی و تریبولوژیکی تاثیری ندارد و حتی باعث افت خواص می گردد. در حالیکه نانوسیلیکای اصلاح شده با سیلان آمینی، خواص مکانیکی و تا حدودی، خواص تریبولوژیکی را بهبود می بخشد. در میان کامپوزیت های حاوی الیاف آرامید، کامپوزیت حاوی 8% وزنی الیاف آرامید، خواص دینامیکی مکانیکی و خواص تریبولوژیکی کوتاه مدت و تحمل گرمایی را بهبود داده است و کامپوزیت حاوی 4% وزنی الیاف آرامید، بیشترین تاثیر را در بهبود خواص تریبولوژیکی نشان داده است و تا حدی خواص مکانیکی را بهبود بخشیده است. در نهایت، کامپوزیت حاوی 4% وزنی الیاف آرامید، به عنوان کامپوزیت دارای ترکیب درصد بهینه، برای اصلاح خواص تریبولوژیکی انتخاب شد.

امروزه پلاستیک ها و مخصوصا پلاستیک های مهندسی در کاربردهای تریبولوژیکی جایگاه ویژه ای یافته اند. در میان آنها پلی استال به علت دارا بودن خواص تریبولوژیکی خوب مورد توجه قرار گرفته است. از آنجاییکه پلی استال در حالت خالص قادر به تامین احتیاجات تریبولوژیکی نمی باشد، از پرکننده های مناسب جهت بهبود رفتار تریبولوژیکی ان استفاده می شود. در این تحقیق از خانواده پرکننده های لیفی، الیاف کوتاه و پالپ آرامید، از خانواده پرکننده های ذره ای، ذرات آلومینا در دو اندازه میکرو و نانو و از خانواده روان کارهای جامد، پودر تفلون انتخاب شده اند. در این تحقیق سعی بر آن است که نقش هر پرکننده بر خواص فیزیکی، مکانیکی و تریبولوژیکی مورد بررسی قرار گیرد. بدین منظور کامپوزیت های مورد نظر به روش اختلاط مذاب تهیه و توسط فرایند تزریق شکل دهی شدند. به منظور بررسی پراکنش پلیمرها در زمینه پلیمری از تصاویر میکروسکوپی الکترونی استفاده شده و آزمون های کشش، ضربه، دینامیکی- مکانیکی، تریبولوژیکی و آنالیز حرارتی بر روی نمونه های حاصل صورت گرفت. آزمون های تریبولوژیکی در دو حالت آزمون کوتاه مدت و بلند مدت طراحی و انجام شد. در آزمون های بلندمدت میزان سایش و رفتار آن نیز مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت به علت ماهیت پدیده نگری این پروژه، آنالیزهای آماری به منظور حصول نتایج قابل استناد و اطمینان مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که الیاف کوتاه آرامید با درصدوزنی 4 بهترین اثر را از نقطه نظر خواص مکانیکی و تریبولوژیکی در زمینه پلیمری نشان داده اند. ذرات آلومینا در هر دو اندازه خواص تریبولوژیکی و تا حدودی خواص مکانیکی را تضعیف نموده و روان کار جامد تفلون نیز منجر به بهبود رفتار تریبولوژیکی پلی استال گشته است. در این تحقیق ارتباطی میان برخی از خواص مکانیکی و تریبولوژیکی نیز برقرار شده است.

اصطکاک و سایش در لاستیک ها به رفتار ویسکوالاستیک آن ها وابسته هستند. هندسه، اندازه، شیمی سطح و غلظت پرکننده تقویتی برهم کنش های پرکننده تقویتی، رفتار ویسکوالاستیک و تریبولوژیکی آمیزه های لاستیکی را کنترل می کنند. کوچک بودن اندازه خصوصیت بارز نانو پرکننده های تقویتی کروی است. پیوند زنی پلی بوتادی ان هیدروکسیله از طریق استخلاف ایزوسیانات بر سطح سیلیکا انجام شد تا تفاوت انحناء و انرژی سطحی نانو و میکرو ذرات با پوشش دهی سطح کنترل شود. به این ترتیب نانو کامپوزیت سیلیکا/لاستیک استایرن بوتادی ان به منظور تفکیک اثر شیمی سطح از اثر اندازه ذرات به کمک مهندسی مولکولی با ساختار هسته-پوسته (معدنی-پلیمری) تهیه شد. این روش جدید اصلاح سطح بر پخت، خواص مکانیکی و دینامیکی لاستیک اثر مثبت دارد. پس از حذف اثر هیدرودینامیکی ذرات و اثر شبکه لاستیکی، مقایسه کمیّت انرژی فعال سازی تحرک زنجیره مجاور پرکننده تقویتی در سطح تماس اسمی معادل مشخص نمود که انرژی فعال سازی نانو کامپوزیت ها در کلیه غلظت های پرکننده تقویتی بیشتر است. پس از اندازه گیری ضرایب اصطکاک و سایش -پذیری آمیزه ها مکانیسم های حاکم بر این پدیده ها بر اساس انرژی فعال سازی تعریف شدند. پیچش زنجیره های منعطف لاستیکی حول نانو ساختارها به دلیل تشابه ابعادی، عامل کاهش شدید دینامیک زنجیره مجاور نانو ساختارها در غلظت های کمتر از آستانه هم پوشانی شناخته شد. چینش فشرده تر نانو ساختارها و تقلیل ضخامت لایه فوق نازک بین آن ها عامل شیشه ای شدن زنجیره های پل شده بین ذرات مجاور در غلظت های بالاتر از آستانه هم پوشانی پرکننده است. این دو مکانیسم عامل تقویت رفتار ذخیره و انتقال رفتار اتلافی به محدوده بسامدی اصطکاک لاستیک بر سطوح ناهموار هستند. بهبود ضریب اصطکاک و ضریب سایش پذیری آمیزه های نانو کامپوزیتی سودمندی این انتقال را تأیید می کنند. لذا تغییر رفتار ویسکوالاستیک آمیزه های نانو کامپوزیتی منحصر به افزایش سطح تماس مشترک الاستومر-پرکننده تقویتی نیست. محدودیت مدل فیزیکی kluppel-hienrich در پیش بینی روند اصطکاک آمیزه های بسیار پر شده و شبیه سازی نتایج تجربی با مکانیسم های فوق مرتبط است. دقّت بیشتر مدل توانی gent-pulford نسبت به مدل خطی shallamach در تخمین ضریب سایش پذیری نانو و میکرو کامپوزیتها مشخص شد. کلمات کلیدی: اصطکاک، سایش، نانو کامپوزیت لاستیکی، لاستیک استایرن بوتادی ان، سیلیکا آذرین

اصطکاک یکی از مهم ترین پدیده های مشاهده شده در حرکت دو سطح بر روی یکدیگر می باشد. مهم ترین سازوکار اصطکاک در لاستیک ها، اتلاف انرژی ناشی از پسماند تنش است. در این سازوکار، زبری سطح ساینده اثر مهمی بر اصطکاک لاستیک دارد، چرا که با تغییر زبری عوامل بسیاری که در اصطکاک دخیل هستند تغییر می کنند. در این پژوهش تلاش شده است اثر زبری بر روی اصطکاک در آمیزه های لاستیکی مطالعه شود. برای مطالعه اثر زبری در اصطکاک دو رویکرد آماری و فیزیکی وجود دارد که معروف ترین مدل فیزیکی در این زمینه مدل هاینریش – کلوپال است. رویکرد بررسی اثر زبری در این پژوهش، از یک سو مطالعات تجربی و از سوی دیگر شبیه سازی مدل هاینریش- کلوپال بوده است. در فرآیند شبیه سازی مدل، اصلاحاتی در آن انجام شد و مدل ویسکوالاستیک مورد استفاده آن تغییر داده شد. در نهایت اثر زبری بر اصطکاک هم در روش تجربی و هم در روش مدل سازی بررسی گردید و نتایج این دو روش نیز هم خوانی داشتند. نوشتن برنامه رایانه ای مبتنی بر مدل های عددی چالش های خود را داشت که این مهم انجام پذیرفت. در این پژوهش زبری سطوح از روش تحلیل فرکتال محاسبه شد، که نشان داده شد تحلیل فرکتال قابلیت نشان دادن مشخصه های زبری سطح را دارد. اثر زبری بر اصطکاک آمیزه های لاستیکی در سطوح زبر شیشه و سنباده بررسی گردید که در نهایت با پیش بینی های مورد انتظار هم خوانی داشت و دیده شد اصطکاک لاستیک بستگی زیادی به زبری سطح دارد. با افزودن پرکننده از یک سو اصطکاک آمیزه تحت تأثیر قرار گرفته و از سوی دیگر توانمندی مدل برای نشان دادن ضریب اصطکاک کاهش یافت.

ایروژل های کربنی مواد کربنی نانوساختار نوینی هستند که در دهه اخیر توجهات زیادی را به خود جلب نموده اند. روش مرسوم برای ساخت ایروژل های کربنی پلیمرشدن سل- ژل مونومرهای رزورسینول و فرمالدهید در محیط آبی در دمایی کمتر از دمای جوش استاندارد حلال به منظور تشکیل ژل، تعویض حلال و خارج کردن حلال درون حفرات ژل با استفاده از روش خشک کردن با سیال فوق بحرانی و در نهایت پیرولیز ایروژل آلی به دست آمده در محیط خنثی است. با این حال، زمان طولانی مورد نیاز برای ساخت ژل، قیمت زیاد مونومر رزورسینول و تجهیزات گران قیمت روش خشک کردن با سیال فوق بحرانی موانعی هستند که تجاری سازی این مواد را بسیار دشوار نموده اند. هدف تحقیق پیش رو کاهش قیمت و زمان در فرآیند ساخت ایروژل های کربنی با رویکردی مبتنی بر استفاده از این مواد به عنوان یک عایق حرارتی دما بالا است. در این پژوهش، به منظور کاهش هزینه های مواد اولیه و فرآیند خشک کردن به ترتیب از واکنش رزین ارزان قیمت نووالاک با هگزامین و روش خشک کردن محیطی برای ساخت ژل و خشک کردن آن استفاده شد. برای کاهش زمان لازم برای تشکیل ژل نیز انجام پلیمرشدن سل- ژل در محیط اشباع از بخار حلال به عنوان روشی نوین و جایگزین روش پلیمرشدن سل- ژل مرسوم ارائه شد. نتایج حاصل نشان داد که با انجام پلیمرشدن در محیط اشباع از بخار حلال در عین حال که زمان لازم برای تشکیل ژلی با استحکام مناسب از 5 روز به 5 ساعت کاهش یافت، در ضمن هیچ گونه جمع-شدگی ای نیز در ژل ها در اثرخشک کردن در شرایط محیطی مشاهده نشد. بررسی پارامترهای موادی و فرآیندی موثر بر ریزساختار و خواص ایروژل کربنی نشان داد که پارامترهای فرآیندی مناسب برای ساخت ایروژل کربنی با هدف استفاده به عنوان یک عایق حرارتی دما بالا عبارتند از استفاده از حلال 2- پروپانول برای ساخت محلول اولیه، ساخت ژل با استفاده از انجام پلیمرشدن سل- ژل در محیط اشباع از بخار حلال در دمای c°170، خشک کردن ژل در دمای محیط و در نهایت پیرولیز ایروژل نوالاک در دمای c°800. در نهایت، بررسی خواص حرارتی ایروژل های کربنی نشان داد که رسانش از فاز جامد ساز و کار غالب انتقال حرارت در ایروژل های کربنی است.

کامپوزیت های فنولی تقویت شده با الیاف، نمونه ای از مواد پرکاربرد درحوزه ی فناوری های دما بالا هستند که به عنوان سپر حرارتی در صنایع مختلف از جمله صنایع هوا فضا کاربرد ویژه ای دارند. هدف تحقیق پیش-رو تهیه ی کامپوزیتی بر پایه رزین نوولاک/الیاف کربن است که علاوه بر دارا بودن خواص حرارتی و فداشوندگی ایده آل از خواص مکانیکی مناسبی برخوردار باشد. در این پژوهش، برای حصول خواص حرارتی و مکانیکی ایده آل، کامپوزیتی شاهد از رزین نوولاک و الیاف کربن تهیه شد، سپس تلاش شد تا ساختار زمینه با استفاده از سه تقویت کننده ی میکرو کائولن، نانو کائولن و نانو گرافیت اصلاح شود. میزان الیاف به کار رفته در کلیه نمونه ها ثابت و 40 درصد وزنی بود. مقدار کائولن به کار رفته برای ساخت نمونه ی میکروکائولن 20 درصد وزنی بود. میزان نانو کائولن استفاده شده در نمونه های حاوی نانوکائولن و میزان نانو گرافیت به کار رفته در نمونه های حاوی نانو گرافیت به ترتیب 6، 9 و 12 درصد وزنی بود. نمونه های کامپوزیتی با استفاده از روش قالبگیری فشاری داغ تهیه شدند. آزمون های tga، صفحه ی داغ و آزمون شعله ی اکسی استیلن برای بررسی خواص حرارتی نمونه های کامپوزیتی به کار رفتند. برای بررسی خواص مکانیکی از آزمون های خمش سه نقطه ای و سایش مکانیکی استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که هر چند افزودن ذرات میکرو کائولن رفتار حرارتی کامپوزیت را بهبود می بخشد اما سبب کاهش شدید خواص مکانیکی کامپوزیت می گردد و ضعیف ترین خواص مکانیکی برای این نمونه مشاهده گردید. کاربرد نانو ذرات به جای میکرو کائولن توانست علاوه بر افزایش خواص حرارتی از افت خواص مکانیکی جلوگیری نماید. افزودن 9 درصد وزنی نانو گرافیت با حفظ خواص مکانیکی، پایداری حرارتی را نسبت به نمونه ی شاهد، 12 درصد بهبود داد. همچنین سبب کاهش 10 درصدی سرعت فداشوندگی و 62 درصدی ضریب نفوذ حرارتی شد.

امروزه به دلیل مسائل زیست محیطی، بازیافت و احیای لاستیک و تایر اهمیت زیادی پیدا کرده است. روش های مختلفی برای احیا یا گوگردزدایی از لاستیک وجود دارد. یکی از این روش ها که در آن گوگردزدایی از لاستیک بدون تخریب ساختار پلیمری آن، صورت می گیرد؛ گوگردزدایی با روش های زیست فناوری است. در این تحقیق کارایی و امکان کاربرد باکتری اکسیدکننده گوگرد و گرمادوست اسیدیانوس بریرلی برای این منظور بررسی شد. پودر لاستیک فرسوده از طریق شستشو توسط حلال-های آلی سم زدایی گردید و شرایط بهینه به منظور رشد مناسب میکروارگانیسم در مجاورت پودر لاستیک در ارلن تعیین شد. سپس شرایط مناسب رشد و گوگردزدایی، برای تسریع فرایند در راکتور زیستی فراهم شد. برای حصول اطمینان از انجام فرایند گوگردزدایی، از پودر حاصل از تیمار زیستی در راکتور، طیف مادون قرمز و تصاویر میکروسکوپ الکترونی تهیه شد. نتایج اولیه حاکی از وجود تغییرات سطحی در پودر لاستیک و کاهش باندهای گوگردی بود. نمونه های حاصل از راکتورهای زیستی، با و بدون وجود باکتری و همچنین پودر لاستیک فرایند نشده، با قسمت های وزنی مختلف به آمیزه sbr نو افزوده شد. خواص کششی و استحکامی با آزمون کشش یک سویه و نیز خواص اتلافی با تحلیل نتایج آزمون دینامیکی-مکانیکی-حرارتی بررسی شد. اگرچه اثر میکروارگانیسم در تغییر خواص سطحی پودر لاستیک مشهود بود؛ در مجموع بهبود قابل توجهی در خواص مکانیکی آمیزه های حاوی پودر تیمار زیستی شده به وسیله اسیدیانوس بریرلی نسبت به سایر نمونه ها دیده نشد. به علاوه افت خواص مکانیکی در آمیزه حاوی پودر لاستیکی احیاشده به روش حرارتی کمتر از نمونه حاوی پودر لاستیک تیمارزیستی شده، بود.

نانوکامپوزیت های اپوکسی/ نانورس اگرچه کاربردهای بسیاری دارند اما نقطه ضعف اصلی آن ها، همانند سایر کامپوزیت ها، آسیب دیدگی ناشی از اعمال نیرو یا ضربه است که منجر به ایجاد ترک هایی در آن ها شده و بر خواص مختلف آن ها اثر می گذارد. ترک های قابل مشاهده و به خصوص ترک های سطحی، قابل ترمیم هستند اما تخریب در نواحی داخلی از طریق آزمون های غیر مخرب مشخص می گردد. از آنجا که انجام این آزمون ها در هر مکانی مقدور نیست و گاهی هزینه بر هستند، ایجاد خودترمیم شوندگی در این نانوکامپوزیت ها اهمیت می یابد. هدف از این پژوهش ایجاد خودترمیم شوندگی در این نانوکامپوزیت با استفاده از عامل پلی(اتیلن-کو- متااکریلیک اسید) (emaa) است. در مرحله اول این پژوهش، نانوکامپوزیت هایی شامل 3 درصد وزنی نانورس و با شرایط فرآیندی مختلف تهیه شدند. با استفاده از آزمون پراش اشعه ایکس، شرایط فرآیندی نهایی تعیین شدند. در مرحله دوم، با استفاده از این شرایط، نانوکامپوزیت هایی شامل 0، 1، 3 و 5 درصد وزنی نانورس تهیه شده و تحت آزمون کشش قرار گرفتند. با بررسی نتایج این آزمون، درصد بهینه نانورس (1 درصد وزنی) در نانوکامپوزیت به دست آمد. در مرحله سوم، از این ترکیب درصد برای تولید نانوکامپوزیت های خودترمیم شونده استفاده شد. به این منظور نانوکامپوزیت هایی شامل 5 و 15 درصد حجمی emaa تهیه شدند و تحت آزمون های کشش و خمش قرار گرفتند. بازده ترمیم شوندگی از نتایج آزمون خمش سه نقطه ای به دست آمد. آزمون کشش نانوکامپوزیت های خودترمیم شونده نشان می دهند که با افزایش مقدار emaa مدول نانوکامپوزیت به شدت افت کرده ولی استحکام و کرنش شکست افزایش یافته است. طبق نتایج آزمون خمش، نانوکامپوزیت دارای 5 درصد حجمی emaa، بازده ترمیم 66 درصدی و بازیابی پیک نیرو 68 درصدی دارد. این اعداد برای نانوکامپوزیت دارای 15 درصد حجمی emaa به ترتیب 63 و 85 درصد هستند. بازده ترمیم شوندگی هر دو نانوکامپوزیت، تقریباً برابر است اما به علت بازیابی بیشترِ پیک نیرو می توان نتیجه گرفت که نمونه ی دارای 15 درصد حجمی emaa بهتر عمل کرده است. با این وجود در موارد کاربردی که حداکثر نیروی قابل تحمل، ملاک انتخاب نباشد نانوکامپوزیت دارای 5 درصد حجمی emaa نیز می تواند به خوبی عمل کند.

آمیزه های تایری از جمله محصولات لاستیکی هستند که امروزه میزان تولید و مصرف بالایی را به خود اختصاص داده اند. آمیزه های لاستیکی به خصوص آمیزه رویه تایر، آمیزه هایی بسیار پرشده بوده و میزان پرکننده در آنها از آستانه تداخل می گذرد. حضور شبکه پرکننده و سازوکار های اتلافی ناشی از آن تاثیر شگرفی بر کارایی تایر و مصرف سوخت دارد. ماحصل تلاش ها تا به امروز جایگزینی دوده با سیلیکا بوده که منجر به ساخت تایر سبز با کارایی بالا و مصرف سوخت کمتر شده است. یکی از مواردی که تاکنون کمتر به آن پرداخته شده، فرایند پخت در آمیزه های بسیار پرشده و اثر شبکه پرکننده بر آن است. این پژوهش به بررسی سازوکار اثر سیلیکا بر سینتیک پخت آمیزه های لاستیکی بر پایه استایرن بوتادین رابر و به خصوص اثر شبکه سیلیکا بر آن پرداخت. و برای تغییر ساختار شبکه سیلیکا از اصلاح کننده های سیلانی و پیوندزنی لاستیک مایع استفاده شد. سینتیک پخت توسط روش های رئومتری و حرارتی، پراکنش سیلیکا توسط میکروسکوپ روبشی الکترونی، خواص دینامیکی توسط آزمون دینامیکی ـ مکانیکی و در آخر خواص مکانیکی اندازه-گیری وبررسی شد. نتایج نشان داد که سینتیک پخت آمیزه ها تابع مقدار پرکننده بوده و آستانه تداخل یا نقطه ژل فیزیکی، همانند ژل شیمیایی بر سینتیک پخت موثر بوده و تداخل این دو در آمیزه حاوی سیلیکای خالص اثری مخرب دارد. لذا اصلاح سطح سیلیکا با تغییر نقطه ژل می تواند سینتیک پخت را تغییر و خواص بهینه فراهم کند.

چکیده با توجه به گسترش صنعت برق و الکترونیک، تقاضا برای مواد با ضریب دی¬الکتریک بالا، فرایندپذیری آسان و دوام زیاد رو به گسترش است. یکی از رایج¬ترین روش¬ها برای دستیابی به این هدف استفاده از کامپوزیت های پلیمری است. استفاده از پرکننده¬هایی مانند ذرات سرامیکی با ضریب دی¬الکتریک بالا و یا ذرات فلزی/کربنی با رسانایی بالا در بستر پلیمری معمول است که هر یک نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارند. هدف از انجام این پژوهش بررسی تأثیر ذرات سرامیکی با ضریب دی¬الکتریک بالا و ذرات فلزی با رسانایی بالا در بستر پلیمری و مقایسه تفاوت مکانیزم اثر این ذرات بر خواص دی الکتریک کامپوزیت¬های حاصل است. همچنین کاهش میزان اتلاف بالای دی الکتریک در کامپوزیت های حاوی پرکننده رسانا با استفاده از ساختارهای هسته – پوسته ای مورد بررسی قرار می¬گیرد. در این راستا، کامپوزیت¬های پلیمری لاستیک اتیلن - پروپیلن با استفاده از پرکننده سرامیکی تیتانیا با دو اندازه ذره نانو و میکرو و پرکننده نانونقره در کسر حجمی¬های متفاوت به روش محلولی ساخته شدند. نانوذرات نقره به روش کاهش شیمیایی یون های نقره تهیه شدند. به منظور بهبود سازگاری ذرات تیتانیا و نانونقره با ماتریس پلیمری سطح ذرات توسط عامل سیلانی اصلاح شد. با استفاده از روش¬های طیف سنجی و میکروسکوپی مشخصات ذرات و نحوه پراکنش آنها در ماتریس پلیمری بررسی شد. اصلاح سطح سیلانی بر پراکنش ذرات تیتانیا مؤثر بود و پراکنش مناسبی حاصل شد در حالیکه نانوذرات نقره متجمع شدند و پراکنش مناسبی بدست نیامد. نتایج اندازه¬گیری خواص الکتریکی کامپوزیت¬ها نشان داد که اندازه ذرات تیتانیا، به ویژه در کسرحجمی¬های بالاتر، تأثیر بسزایی در رفتار الکتریکی کامپوزیت¬ها دارد که مؤید وجود اثرات بین سطحی و لایه میانی کم تحرک بر این خواص است که منجر به افزایش خواص الکتریکی در کامپوزیت حاوی نانوذرات نسبت به میکروذرات می¬شود. انحراف نتایج تجربی از مدل¬ دو جزئی ماکسول - گارنت نیز حاکی از اهمیت لایه میانی است و با استفاده از مدل سه¬جزئی وو (vo) برازش بهتری با داده¬های تجربی حاصل شد. نتایج آزمون دینامیکی- مکانیکی با روبش دما نیز تفاوت در دینامیک زنجیره¬های لاستیکی اطراف ذرات نانو و میکرو را نشان داد که گواهی بر تفاوت خواص الکتریکی حاصل از این ذرات و اثر لایه کم تحرک بر این خواص است. در مقایسه کامپوزیت¬های نانوتیتانیا و نانونقره مشاهده شد که مکانیزم افزایش ضریب دی¬الکتریک در اولی بدلیل بالا بودن ضریب دی¬الکتریک ذاتی تیتانیا نسبت به پلیمر و انحراف خطوط میدان الکتریکی و در دومی بدلیل تفاوت زیاد در رسانایی دو فاز و قطبیدگی بین سطحی می¬باشد. در کسر حجمی¬های بکار رفته، کامپوزیت¬های نانوتیتانیا از آستانه تداخل عبور نکردند در حالیکه کامپوزیت نانونقره در کسر حجمی 8% از آستانه تداخل گذشت و ضریب دی¬الکتریک و اتلاف دی¬الکتریک بالایی را ایجاد نمود. در شرایط برابر سطح تماس دو فاز، نانوذرات نقره بدلیل ایجاد قطبیدگی بالاتر نسبت به نانوذرات تیتانیا کارائی بیشتری در افزایش ضریب دی¬الکتریک کامپوزیت از خود نشان داد. به منظور کاهش رسانایی توده¬ای و اتلاف دی¬الکتریک در کامپوزیت¬های نانوذرات نقره از ساختار هسته – پوسته ای با پوسته سیلیکاتی و یا نشاسته استفاده شد. نتایج نشان داد که این ساختار موجب کاهش 77 درصدی اتلاف دی-الکتریک و کاهش 55 درصدی ضریب دی¬الکتریک می¬شود که به کارایی بیشتر کامپوزیت کمک خواهد کرد. واژگان کلیدی : ضریب دی الکتریک، اتلاف دی الکتریک، قطبیدگی بین سطحی، اتیلن پروپیلن رابر، تیتانیا، نانونقره، ذرات هسته – پوسته ای

امروزه پلاستیک ها و مخصوصا پلاستیک های مهندسی در کاربردهای تریبولوژیکی جایگاه ویژه ای دارند. بین پلاستیک های مهندسی، پلی آمیدها به دلیل دارا بودن خواص تریبولوژیکی خوب مورد توجه قرار گرفته اند. از میان پلی آمیدها، پلی آمید6 به سبب برخی خواص ویژه فیزیکی، مکانیکی و تریبولوژیکی، جایگاه ویژه ای دارد. از آنجایی که پلی آمید6 در حالت خالص قادر به تامین احتیاجات تریبولوژیکی نیست، از پرکننده های مناسب جهت بهبود رفتار تریبولوژیکی آن استفاده می شود. در این تحقیق از خانواده پرکننده های لیفی، الیاف پالپ آرامید با شاخه های نانومتری با درصدهای 2، 3، 4، 5 و 6، و از خانواده روان کارهای جامد، پودر تفلون پرتوافکنی شده با درصدهای 5، 10 و 15، انتخاب شدند. کامپوزیت ها به روش اختلاط مذاب تهیه و سپس توسط فرایند تزریق شکل دهی شدند. به منظور بررسی پراکنش پلیمرها در زمینه پلیمری از تصاویر میکروسکوپی الکترونی استفاده شد. خواص مکانیکی در کشش تک محور برای تعیین درصد بهینه هر پرکننده مورد استفاده قرار گرفت. به منظور بررسی اثر هم افزایی پرکننده ها بر خواص فیزیکی، مکانیکی و تریبولوژیکی، کامپوزیت هیبریدی با استفاده از مقادیر بهینه هر دو نوع پرکننده ساخته شد. نمونه های حاصل تحت آزمون های جذب آب، واپیچیدگی حرارتی (hdt)، بلورینگی (dsc) و تریبولوژیکی انجام شد. همچنین آزمون های تریبولوژیکی در دو حالت آزمون کوتاه مدت و بلند مدت انجام شد. نتایج نشان داد که کامپوزیت حاوی 5 درصد الیاف پالپ آرامید بهترین اثر را از نقطه نظر خواص مکانیکی و تریبولوژیکی دارد. همچنین بین درصدهای مختلف پودرتفلون پرتوافکنی شده، کامپوزیت 5 درصد دارای خواص بهینه ی تریبولوژیکی است. همچنین افزایش مقدار بهینه الیاف پالپ آرامید و پودر تفلون پرتوافکنی شده باعث کاهش جذب آب و افزایش پایداری حرارتی کامپوزیت ها شد. در ضمن اثر هم افزایی خواص تریبولوژیکی کامپوزیت -هیبریدی نیز مشاهده شد. به دلیل تاثیر فیلم انتقالی در تعیین خواص تریبولوژیکی لزوما ارتباط مستقیمی بین افزایش خواص مکانیکی و خواص تریبولوژیکی نیست. به منظور مدلسازی انتقال حرارت برای تعیین دمای سطح تماس بین نمونه پلیمری و سطح فلزی از برنامه matlab استفاده شد.

در اکثر صنایع به ویژه صنعت نفت و گاز نیاز است تا از مواد مقاوم در برابر عوامل خورنده استفاده گردد. امروزه با استفاده از نانومواد می توان خواص مواد را به نحو بسیار مناسبی بهبود بخشید و نیز میزان استفاده از مواد، هزینه و زمان را بهینه نمود. در این حالت نانومواد مورد استفاده اغلب بعنوان یک سد مقاوم در برابر خوردگی عمل کرده و علاوه بر این می توانند سبب افزایش استحکام ماده و تولید موادی با پایداری بالا و طول عمر بیشتر گردند. کائوچوی نیتریل، یکی از موادی است که به علت مقاومت در برابر متورم شدن در حالت غوطه وری در روغن های معدنی، حلال¬ها، آب، نمک¬ها، ترکیبات آلیفاتیک، صابون¬ها و همچنین مقاومت خوب در مقابل ازون و تابش اشعه فرابنفش، به عنوان یکی از الاستومر¬های پرمصرف در صنعت کاربرد دارد. ضعف¬هایی نظیر مقاومت کم در برابر اکسیدکننده¬های قوی نظیر اسید نیتریک، مقاومت کم در برابر بخار، شعله و آتش کاربرد آن را در این گونه محیط¬ها با محدودیت روبه¬رو ساخته است. هدف تحقیق پیش¬رو تهیه نانوکامپوزیتی بر پایه¬ی الاستومر پلی¬اکریلونیتریل بوتادی¬ان با مقاومت شیمیایی و حرارتی مطلوب با رویکردی مبتنی بر استفاده از آن در محیط¬های خورنده همراه با دمای بالا است. در این پژوهش، به منظور افزایش مقاومت حرارتی و شیمیایی و همچنین کاهش هزینه¬های مواد اولیه از رزین نووالاک استفاده شد. خواص گرمایی مناسب پلی¬کریستال¬گرافیت و همچنین استفاده از ساختار لایه¬ای آن به منظور بالا بردن مقاومت شیمیایی نانوکامپوزیت باعث استفاده از آن در این پژوهش شد. نتایج حاصل نشان داد که افزایش درصد رزین نوالاک در بازه¬ی 25% تا 40% وزنی، باعث افزایش مقاومت شیمیایی و حرارتی می¬گردد و در بالاتر از 40% وزنی جدایی فازی رخ داده و افت خواص شیمیایی و حرارتی را به دنبال دارد. افزایش درصد پلی¬کریستال¬گرافیت وابسته به درصد نوالاک، از یک مقدار حداقل به بعد باعث افزایش مقاومت شیمیایی می¬گردد به طوری که هرچه مقدار نوالاک بیشتر می¬شود این مقدار حداقل برای پلی¬کریستال¬گرافیت، کمتر می¬گردد. هنگامی که مقدار نووالاک درآمیزه¬ها به بیشتر از 40% وزنی می¬رسد، افزایش درصد پلی¬کریستال¬گرافیت باعث کاهش مقاومت شیمیایی نانوکامپوزیت می¬گردد. با استفاده از معادله¬ی آورامی و نتایج آزمون تورم در استن، تابعیت مقدار تورم به درصد رزین نوالاک، پلی¬کریستال¬گرافیت و زمان بدست آمده، همچنین براساس آن مقادیر بهینه رزین نوالاک و پلی¬کریستال¬گرافیت برای دستیابی به بیشترین مقاومت و پایداری حرارتی و شیمیایی محاسبه گردید. با انجام آزمون حرارتی بر روی نمونه¬¬های حاوی 35% وزنی نوالاک مشخص شد که افزایش درصد پلی¬کریستال¬گرافیت باعث افزایش مقاومت حرارتی تا 2/8% و کاهش میزان تخریب نهایی شده است.

تایر از جمله محصولات پرکاربرد در صنایع لاستیکی است، آمیزه های رویه تایر آمیزه هایی با مقادیر زیاد پرکننده هستند به نحوی که میزان پرکننده درآن¬ها از آستانه ی هم پوشانی می¬گذرد. رفتار کشسان و اتلافی ویسکوالاستیک این آمیزه¬ها بر کارایی تایر که به سه عامل مقاومت غلتشی تایر، میزان چنگ زنی به سطح جاده و مقاومت سایشی تایر بستگی دارد تاثیر بسزایی دارد. مطالعات زیادی در رابطه با تاثیر مشخصات دوده برخواص مکانیکی آمیزه رویه تایر، خواص ویسکوالاستیک غیرخطی و مقاومت غلتشی تایر که تاثیر مستقیمی بر مصرف سوخت دارد انجام شده است. یکی از مواردی که کم¬تر به آن پرداخته شده است تاثیر توزیع اندازه ذرات پرکننده روی رفتار مکانیکی و دینامیکی آمیزه های لاستیکی است. این پژوهش با هدف بررسی اثر اندازه و توزیع دو گانه دوده ها یn220 و n660 بر رفتار کشسان و ویسکوالاستیک غیر خطی و اتلاف ناشی از مقاومت غلتشی آمیزه های بر پایه استایرن بوتادی¬ان کائوچوی امولسیونی طراحی شده است. بدین منظور در ابتدا پنج آمیزه ی دوده ی n220 و شش آمیزه ی دوده ی n660 با تغییر درصد وزنی پرکننده برای تعیین آستانه تداخل آن¬ها تهیه شد. سپس آمیزه های حاوی دو پرکننده با دو اندازه متوسط ذرات گوناگون در درصد حجمی پرکننده ثابت 20% ولی ترکیب درصد متفاوت دوده¬ها تهیه شدند. تمامی آمیزه¬ها بر روی مخلوط کن دو غلتکه ساخته شدند. پراکنش دوده توسط میکروسکوپ الکترونی پویشی انجام شد. برای تعیین خواص کشسان نمونه-ها از آزمون¬های پخت¬سنجی و تورم استفاده شد. خواص دینامیکی توسط آزمون¬های آنالیز دینامیکی- مکانیکی با روبش کرنش و روبش دما تعیین شد. میزان اتلاف آمیزه ها در شرایط غلتشی توسط آزمون مقاومت غلتشی بررسی شد. در پایان نیز اثر توزیع دو گانه دوده بر سینتیک پخت آمیزه های لاستیکی توسط روش پخت¬سنجی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون میکروسکوپ الکترون روبشی در آمیزه¬های مخلوط دو پرکننده حاکی از اختلاط خوب و پراکنش مناسب ذرات دوده درون آمیزه¬ی لاستیکی است. نتایج آزمون پخت سنجی قبل و بعد از پخت درآمیزه های مخلوط دو پرکننده نشان داد در ترکیب درصد حدود 25% از¬ دوده ی n220، اثر هم افزایی در خواص مختلف ایجاد می¬شود که می¬تواند به دلیل چینش فشرده تجمعات دو پرکننده و کاهش ضخامت پلیمر شبه¬شیشه¬ای کم-تحرک محبوس بین خوشه¬های پرکننده باشد. آزمون دینامیکی مکانیکی در روبش دما و کرنش کم برای آمیزه های مخلوط دو پرکننده نشان داد که انرژی فعال¬سازی زنجیرهای کم¬تحرک، در ناحیه¬ی لاستیکی، برای این آمیزه بیش¬تر است. آزمون دینامیکی مکانیکی با روبش کرنش نشان داد رفتار ویسکوالاستیک غیر خطی (پدیده¬ی payne)، نیز در مورد این آمیزه نسبت به سایر آمیزه های مخلوط بیش¬تر مشاهده شده است که با نتایج اندازه-گیری انرژی اتلاف غلتشی این آمیزه¬ها هم¬خوانی دارد. کلیدواژه¬ها: اندازه؛ توزیع اندازه ذرات؛ دوده؛ آمیزه لاستیکی؛ ویسکوالاستیک غیرخطی؛ اتلاف انرژی غلتشی

به منظور پیش بینی اتلاف انرژی غلتشی آمیزه های رویه ی تایر، مدلی جامع برای رفتار ویسکوالاستیک غیر خطی لاستیک های پرشده ارائه شد و بر مبنای آن مدل ریاضی متناظر توسعه داده شد. در این مدل، برهمکنش های پلیمر-پلیمر در فاز میانی بین پلیمر و پرکننده و/یا محبوس بین خوشه های پرکننده، پلیمر-پرکننده در سطح مشترک و پرکننده-پرکننده در شبکه ی مستقیم خوشه های پرکننده، نقش متفاوتی بر رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی در سامانه های مختلف کامپوزیتی دارند. نقش هر یک از این برهمکنش ها در لاستیک استایرن بوتادی ان آمیزه کاری شده با روش های اختلاط محلولی و مذاب، پخت نشده و پخت شده با سامانه ی پخت گوگردی بررسی شد. برای اندازه گیری اتلاف انرژی غلتشی لاستیک، دستگاهی ابداع شد. اتلاف انرژی غلتشی اندازه گیری شده، با اتلاف انرژی غلتشی محاسبه شده از جایگذاری خواص ویسکوالاستیک خطی در معادله ی مشخصه ی خطی، خواص ویسکوالاستیک غیر خطی در معادله ی مشخصه‎ی خطی و مدل سازی رفتار ویسکوالاستیک غیر خطی در معادله ی مشخصه ی غیر خطی، مقایسه شد. نشان داده شد که دینامیک زنجیرهای لاستیک در فاز میانی و محبوس بین خوشه های نانوسیلیکا و برهمکنش زنجیرهای لاستیک در سطح مشترک با نانوسیلیکا، نقش موثری بر رفتار ویسکوالاستیک غیر خطی و اتلاف انرژی غلتشی لاستیک های پرشده دارند که متاثر از خواص و رفتار پرکننده های تقویتی همچون سیلیکا است. برهمکنش زنجیرهای لاستیک در سطح مشترک با اندازه های مختلف خوشه های نانوسیلیکا متفاوت بود و ثابت شد که پایداری اتصالات حاصله در سطح مشترک نسبت به زمینه ی لاستیکی، نقش مهمی بر رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی دارند. ایجاد اتصالات پایدار شیمیایی سیلان دوعامله در سطح مشترک زنجیرهای لاستیکی با نانوسیلیکا، رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی و اتلاف انرژی غلتشی را کاهش داد. توزیع دوگانه ی اندازه ی خوشه های نانوسیلیکا در لاستیک، موجب بروز رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی دوگانه شد. تجمع های بزرگتر و کوچکتر از 100 نانومتر خوشه های نانوسیلیکا در لاستیک، به ترتیب اتلاف انرژی دینامیک در دامنه ی کرنش های کمتر و بیشتر از 15 درصد را افزایش دادند. استفاده از مدل سازی رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی در معادله ی غیرخطی، اتلاف انرژی غلتشی را دقیق تر از روش های خطی پیش بینی کرد.

رفتار کشسان و گرانروکشسان آمیزه¬های بسیار پرشده لاستیکی به شدت تابع ویژگی های پرکننده تقویتی مورد استفاده از جمله کسرحجمی، اندازه، توزیع اندازه، خواص سطحی، شکل و ساختار آن است. تاثیر بسیاری از این ویژگی¬ها بر خواص لاستیک مورد توجه و بررسی محققین بوده است، اما تاثیر توزیع اندازه ذرات به خصوص بر خواص گرانروکشسان به ندرت مورد مطالعه قرار گرفته است. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر توزیع دوگانه اندازه ذرات پرکننده تقویتی سیلیکا بر خواص کشسان و گرانروکشسان آمیزه های لاستیکی استایرین بوتادی ان محلولی (s-sbr) انجام شد. بدین منظور آمیزه¬های لاستیکی حاوی ترکیب درصدهای مختلفی از دو نوع سیلیکای آذرین اصلاح شده با متوسط اندازه ذرات اولیه 12 نانومتر (نانوسیلیکا) و 40 نانومتر (میکروسیلیکا) در کسر حجمی یکسان از پرکننده ساخته شد. اصلاح سطح سیلیکا توسط سیلان انجام و به وسیله آزمون¬های طیف سنجی فروسرخ با انتقال فوریه (ftir) و سوختن در کوره ارزیابی شد. به منظور مطالعه توزیع اندازه ذرات در آمیزه¬ها از آزمون¬های میکروسکوپ الکترونی روبشی و برای تعیین رفتار گرانرو، کشسان و گرانروکشسان آن ها از آزمون های رئومتری، تورم تعادلی و دینامیکی-مکانیکی-حرارتی استفاده شد. نتایج این پژوهش نشان داد استفاده از پرکننده با توزیع دوگانه اندازه ذرات، سبب ایجاد یک مورفولوژی جدید و خاص در چینش ذرات در ترکیب درصد 20/80 از نانوسیلیکا/میکروسیلیکا می شود. در این شرایط مقدار زنجیره های لاستیک حبس شده و همچنین دینامیک آن ها کاهش می یابد. این مساله بر خواص آمیزه به خصوص بر رفتار گرانروکشسان و وابسته به زمان تاثیر می گذارد، ازجمله این که سبب ایجاد هم افزایی در افزایش انرژی فعال سازی زنجیره های لاستیک و مدول کشسان می شود. همچنین این مساله بر ولکانش آمیزه ها موثر است و سبب و کاهش سرعت ولکانش در ترکیب درصد هم¬افزایی می شود. در نتیجه در این ترکیب درصد، خواص پس از ولکانش مانند مدول کشسان و بیشینه گشتاور در رئومتری کاهش می¬یابد. از آن جایی که این پژوهش در راستای مطالعه تاثیر استفاده از توزیع دوگانه از پرکننده تقویتی سیلیکا بر رفتار مکانیکی-دینامیکی آمیزه رویه تایر انجام شد، رفتار اصطکاکی به عنوان مصداقی از رفتار گرانروکشسان خطی آمیزه ها بررسی شد. نتایج نشان داد که آمیزه حاوی ترکیب درصد 20/80 از نانوسیلیکا/میکروسیلیکا بالاترین ضریب اصطکاک را در شرایط آزمایشگاهی دارد که مشابه با روند ضریب اتلافی و انرژی فعال¬سازی در رفتار دینامیکی-مکانیکی بود.

در این پژوهش اثر دو پرکننده ی دوده و سیلیکای اصلاح شده با بیس [ 3- ( تری اتوکسی سیلیل ) پروپیل ] تتراسولفید و همچنین اثر مخلوط این دو پرکننده بر خواص مکانیکی، رفتار دینامیکی و تریبولوژی آمیزه های رویه ی تایر مورد مطالعه قرار گرفت. همین طور چگونگی تاثیر مقدار مخلوط دوده و سیلیکای اصلاح شده در نسبت های مختلف بر سینتیک پخت این آمیزه ها بررسی شد. فرمول بندی آمیزه ها، مشابه آمیزه های صنعتی رویه ی تایر و هر یک حاوی 80 قسمت پرکننده در نظر گرفته شد با این تفاوت که نسبت مقدار دو پرکننده در آن ها متفاوت بود و با تغییر سامانه ی پخت سعی شد تمامی این آمیزه ها چگالی اتصالات عرضی شیمیایی یکسانی داشته باشند. در بررسی خواص مکانیکی آمیزه ها مشاهده شد که نمونه های حاوی مقدار بیشتر از سیلیکا، مدول بالاتر و رفتار الاستیک تری دارند. این موضوع با توجه به برقراری پیوند شیمیایی در فصل مشترک سیلیکای اصلاح شده و لاستیک منطقی به نظر می رسد. میان رفتار اصطکاکی و مقادیر فاکتور اتلاف آزمون دینامیکی- مکانیکی تحت روبش دما انطباق خوبی مشاهده گردید به طوری که نتایج اندازه گیری ضریب اصطکاک در دو شرایط متفاوت، پیش¬بینی حاصل شده توسط این فاکتور را تایید نمود و همین طور نشان داد که در شرایط حرکت روی سطح جاده، آمیزه ی پرشده با سیلیکای اصلاح شده ضریب اصطکاک بالاتری نسبت به سایر آمیزه ها دارد. همچنین مشاهده شد سایش پذیری آمیزه¬ها با افزایش مقدار سیلیکای اصلاح شده کاهش چندانی نداشته و حتی نمونه ی تمام سیلیکایی رفتار مناسب¬تری را پیش بینی می¬کند. در بخش دوم پژوهش، در بررسی اثر غلظت مخلوط پرکننده ها بر سینتیک پخت آمیزه های لاستیکی مشاهده شد که در آمیزه های پر شده با مخلوط هایی که حاوی سهم برابر از دوده و سیلیکا هستند، تغییر مقدار پرکننده ی مخلوط از 20 قسمت تا 80 قسمت ، تاثیر چندانی بر سرعت پخت ندارد، این در حالی است که با چنین تغییری، در آمیزه های پر شده با مخلوط های دارای سهم بیشتر از دوده سرعت پخت افزایش یافته و در آن هایی که با مخلوط های حاوی سهم بیشتر از سیلیکا پر شده اند، سرعت پخت کاهش می یابد. بنا بر این چنان چه مقدار برابری از دوده و سیلیکا مورد استفاده قرار بگیرد، وابستگی سرعت پخت به غلظت پرکننده محو خواهد شد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

محرک های الکترومکانیکی بر پایه لاستیک سیلیکون، در صنعت روباتیک کاربرد فراوانی دارند. این محرک ها تحت ولتاژهای بالا تحریک می شوند و این نقطه ضعف آنها به شمار می آید. از آنجائیکه میزان تحریک در این محرک ها با ضریب دی الکتریک رابطه مستقیم دارد، با افزایش این ضریب می‏توان در ولتاژ پایین تر به میزان تحریک بیشتری دست یافت. با پخش کردن یک پرکننده با ثابت دی الکتریک بالا در بستر پلیمری، می توان به یک کامپوزیت با ثابت دی الکتریک بالا دست یافت. کامپوزت های پلیمر- پرکننده از دو فاز با یک اتصال مخصوص ساخته شده اند که درجه و نوع اتصال اجزا موجب ایجاد جهت مندی در خواصی مانند مدول، ضرایب هدایت و... می گردد. رویکرد این تحقیق ایجاد جهت مندی در ضریب دی الکتریک در کامپوزیت‏های مورد استفاده بعنوان محرک است. به این منظور، ذرات پرکننده در بستر پلیمری تحت میدان الکتریکی آرایش داده شده و یک کامپوزیت 3-1 بدست آمده است. از آنجائیکه پرکننده ها با خواص الکتریکی مختلف، با مکانیزم های متفاوتی تحت میدان الکتریکی آرایش می یابند، در این تحقیق از دو نوع پرکننده شامل تیتانیا با ضریب دی-الکتریک بالا و سیلیکا با هدایت بالا استفاده شده است. با توجه به تصاویر sem، در سطوح شکست کامپوزیت-های بدون آرایش هیچ طرح منظمی مشاهده نمی‏شود درحالیکه در کامپوزیت های آرایش یافته متمایزترین طرح، خطوط موازی و چندشاخه ای ایجاد شده در امتداد رشته های تشکیل شده توسط ذرات است. افزایش غلظت پرکننده تیتانیا در حالت بدون آرایش، علاوه بر تقویت خواص مکانیکی، باعث افزایش میزان پلاریزاسیون بین سطحی و در نتیجه بهبود خواص الکتریکی می شود. در دستگاه مختصات نیمه لگاریتمی یک رابطه خطی بین ثوابت دی‏الکتریک کامپوزیت های سیلیکون- تیتانیا و کسر حجمی ذرات حاکم می باشد. ایجاد آرایش ذرات در این کامپوزیت ها بدلیل تشدید میدان در فواصل بین ذره ای، موجب افزایش بخش ذخیره ای ضریب دی الکتریک و بدلیل کاهش پلاریزاسیون دوقطبی موجب کاهش بخش اتلافی آن می‏شود. بیشترین ضریب دی الکتریک و میزان آرایش یافتگی در کامپوزیت حاوی 11% حجمی تیتانیا مشاهده شده است که نقطه آستانه نام دارد. در کامپوزیت حاوی 5% حجمی سیلیکا، میزان افزایش ضریب دی الکتریک با ایجاد آرایش در ذرات، بیش از کامپوزیت حاوی همین غلظت تیتانیا بوده است، بنابراین در فرکانس مورد استفاده مکانیزم اختلاف هدایتی حاکم می باشد. به منظور مطالعه نحوه تاثیر عامل اصلاح بر خواص الکتریکی و ایجاد آرایش، از پودر سیلیکای اصلاح شده با 1و3% وزنی وینیل سیلان استفاده شد. استفاده از این پرکننده اصلاح شده در حالت بدون آرایش، خواص الکتریکی را بهبود بخشید ولی تنها سیلیکای اصلاح شده با 1% عامل اصلاح کمک قابل توجهی به ایجاد آرایش ذرات نموده و 3% وزنی آن تا حد زیادی جلوی آرایش ذرات را می‏گیرد. مدول ذخیره ای در کلیه کامپوزیت های آرایش یافته، بیشتر از نوع بدون آرایش است، اما فاکتور اتلاف در حالت آرایش یافته بدلیل کاهش حرکات زنجیره های پلیمری، در دماهای بالاتری اتفاق افتاده و پیک ها دارای ارتفاع کمتری هستند.

بلادرهای پخت تایر، کیسه های لاستیکی از جنس بیوتیل هستند که نقش قالب داخلی تایر را در فرآیند پخت تایر دارند. بلادرهای پخت تایر در طول کاربری خود، در معرض فشار و دمای بالا قرار می-گیرند و کرنش های کششی بر آنها اعمال می شود. مهمترین عامل ازکارافتادگی بلادرها، ازدیاد طول برگشت ناپذیر است. برای مطالعه اثر نانوخاک رس بر روی خواص فیزیکی مکانیکی آمیزه بلادرهای پخت تایر، جهت افزایش عمر مفید آن، از مونتموریلونیت اصلاح شده استفاده شده است. بدین منظور پنج نوع مونتموریلونیت اصلاح شده تجاری و یک نوع مونتموریلونیت اصلاح نشده تجاری و یک نوع مونتموریلونیت اصلاح شده آزمایشگاهی (اصلاح شده با عامل پیوند دهنده سیلان)، بکار رفته است و برای ساخت نانوکامپوزیت، روش اختلاط مذاب بکار رفت. برای بررسی اثر اصلاح کننده بر روی سازگاری پلیمر با مونتموریلونیت از آزمون های تفرق اشعه ایکس و آزمون دینامیکی مکانیکی حرارتی و آزمون کشش یکطرفه استفاده شد. نتایج آزمون تفرق اشعه ایکس، تشکیل ساختار درمیان لایه ای را برای همه نانوکامپوزیت ها نشان داد. بیشترین میزان نفوذ بین لایه ای در مونتموریلونیت اصلاح شده با آمین نوع چهارم، دی متیل بنزیل هیدروژنیتد تالو، مشاهده شد. خواص ویسکو الاستیک مطالعه شده با آزمون دینامیکی مکانیکی حرارتی نیز بیشترین میزان سازگاری پلیمر- مونتموریلونیت را در حضور این نوع اصلاح کننده نشان داد و مونتموریلونیت اصلاح شده با این آمین نوع چهارم به عنوان مونتموریلونیت منتخب جهت کاربرد در آمیزه بلادر، جهت افزایش عمر کاربری آن انتخاب گردید. نتایج آزمون کشش یکطرفه مقادیر مختلف تقویت شدگی را در حضور اصلاح کننده های مختلف نشان داد. با استفاده از phr 4 از مونتموریلونیت اصلاح شده منتخب، نمونه هایی حاوی 45 و phr55 دوده ساخته شد و از آزمون های مختلف، جهت بررسی اثر دوده- مونتموریلونیت در آمیزه بلادر استفاده شد. آزمون کشش یکطرفه، بیشترین میزان تقویت شدگی phr 4 مونتموریلونیت را در حضور phr 45 دوده نشان داد. نتایج آزمون تفرق اشعه ایکس نشان داد میزان نفوذ بین لایه ای در حضور دوده کاهش پیدا کرده است و بیشترین میزان نفوذ بین لایه ای در حضور phr 45 دوده مشاهده شد. بیشترین میزان سازگاری مونتموریلونیت با بستر لاستیکی در آمیزه حاوی مونتموریلونیت- phr 45 دوده مشاهده شد. خواص بازگشت پذیری بوسیله آزمون های بازگشت پذیری کششی و بازگشت پذیری فشاری بررسی شد و نتایج نشان داد بیشترین میزان بازگشت پذیری را، آمیزه حاوی مونتموریلونیت در حضور phr 45 دوده دارد. خواص پیری، بوسیله پیرکردن اجباری نمونه های کشش یکطرفه و نمونه های بازگشت پذیری کششی و بازگشت پذیری فشاری بررسی شد و بیشترین مقاومت در مقابل پیری در نمونه حاوی مونتموریلونیت-phr45 دوده مشاهده شد. آزمون حرارتزایی، کمترین میزان حرارتزایی را در نمونه حاوی مونتموریلونیت- phr 45 دوده نشان داد که نشاندهنده بیشترین میزان خواص الاستیک و بیشترین میزان سازگاری مونتمورلونیت با آمیزه بلادر در این آمیزه است. بنابراین آمیزه حاوی phr 4 مونتموریلونیت انتخاب شده و phr 45 دوده، به عنوان آمیزه پیشنهادی جهت ساخت بلادرهای پخت تایر و افزایش عمر مفید آن معرفی شد.