نام پژوهشگر: حسینعلی خنکدار

مطالعه اثر رزین اپوکسی بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی پلی وینیل کلراید سخت
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران - پژوهشکده فرایند 1390
  امید دادگری   حسینعلی خنکدار

با توجه به این که نقش رزین های اپوکسی بر خواص آمیزه های pvc سخت تاکنون مورد توجه قرار نگرفته است، این پژوهش تلاش داشته است تا اثر افزودن رزین اپوکسی به آمیزه های pvc سخت را روی خواص فیزیکی و مکانیکی مورد نیاز برای لوله های pvc-u مورد بررسی قرار دهد. بدین منظور آمیزه های مختلفی با نسبت های ترکیب متفاوت از پلی وینیل کلراید و رزین اپوکسی تهیه شد و سپس آزمون های متنوعی برای بررسی خواص فیزیکی-مکانیکی این آمیزه ها انجام شد. نتایج این آزمون ها نشان داد که رزین اپوکسی در فرآیند آمیزه های pvc می تواند عملکرد روان کنندگی را داشته باشد و با افزایش دمای آستانه ی تخریب تا حدی به بهبود پایداری حرارتی آمیزه کمک نماید. شکل شناسی این آمیزه ها به صورت قطره/ماتریس بوده و خواص مکانیکی در مجموع برای آمیزه های حاوی ر زین اپوکسی افت می کند. همچنین رزین اپوکسی اثر چندانی روی خواص رئولوژیکی و دینامیکی-مکانیکی آمیزه ها ندارد. با توجه به این که نقش رزین های اپوکسی بر خواص آمیزه های pvc سخت تاکنون مورد توجه قرار نگرفته است، این پژوهش تلاش داشته است تا اثر افزودن رزین اپوکسی به آمیزه های pvc سخت را روی خواص فیزیکی و مکانیکی مورد نیاز برای لوله های pvc-u مورد بررسی قرار دهد. بدین منظور آمیزه های مختلفی با نسبت های ترکیب متفاوت از پلی وینیل کلراید و رزین اپوکسی تهیه شد و سپس آزمون های متنوعی برای بررسی خواص فیزیکی-مکانیکی این آمیزه ها انجام شد. نتایج این آزمون ها نشان داد که رزین اپوکسی در فرآیند آمیزه های pvc می تواند عملکرد روان کنندگی را داشته باشد و با افزایش دمای آستانه ی تخریب تا حدی به بهبود پایداری حرارتی آمیزه کمک نماید. شکل شناسی این آمیزه ها به صورت قطره/ماتریس بوده و خواص مکانیکی در مجموع برای آمیزه های حاوی ر زین اپوکسی افت می کند. همچنین رزین اپوکسی اثر چندانی روی خواص رئولوژیکی و دینامیکی-مکانیکی آمیزه ها ندارد.

بررسی ومطالعه رفتار فرسودگی نانوکامپوزیت اپوکسی-tio2
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران - پژوهشکده فرایند 1391
  مریم بیانی   حسینعلی خنکدار

در حال حاضر استفاده از مواد پلیمری برای ساخت عایق های الکتریکی در صنعت برق و الکترونیک از زمانی که مواد پلیمری در بازارهای جهان وارد شدند، با استقبال فراوانی رو به رو شد. دلایل این امر قابلیت تولید، فرایندپذیری متنوع و دارا بودن خواص دی الکتریک قابل قبول برای صنعت برق و الکترونیک بوده است. رزین اپوکسی به دلیل داشتن خواص عایقی عالی یکی از مناسب ترین موادی است که می تواند در این صنعت مورد استفاده قرار گیرد. اما با توجه به مقاومت کم این مواد در برابر تنش های گوناگون به خصوص تنش های مکانیکی و حرارتی، نمی توان آن ها را به تنهایی برای ساخت قطعاتی با کارایی بالا به کار برد. امروزه با استفاده از فناوری نانو و ساخت کامپوزیت های اپوکسی با پرکننده هایی در اندازه نانومتری، تا حدودی بر این مشکل غلبه شده است. بنابراین بسیاری از محققین به بررسی اثر این ذرات بر خواص رزین اپوکسی پرداختند. باید توجه داشت که امکان کاهش خواص و از دست دادن کارایی کامپوزیت های اپوکسی مورد استفاده در عایق های الکتریکی در مدت زمان های طولانی به دلیل وجود تنش های حرارتی، الکتریکی و مکانیکی وجود دارد که می تواند سبب زیان های اقتصادی زیادی در صنعت برق شود. هدف ابتدایی این پژوهش بررسی اثر ذرات نانو تیتانیوم اکسید بر خواص مکانیکی، حرارتی و الکتریکی کامپوزیت اپوکسی می باشد. سپس در این مطالعه رفتار پیرشدگی حرارتی نانوکامپوزیت ها مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی اثرات ذرات نانو بر خواص کامپوزیت اپوکسی، نمونه هایی با درصد های مختلف تیتانیوم اکسید ) از 1 تا 10 درصد وزنی) با استفاده از دستگاه های هموژنایزر و اولتراسونیک تهیه و به روش ریخته گری، قالب گیری شدند. پس از پخت به منظور پیرسازی، نمونه ها در آون با دمای?c 130 قرار داده شدند و در زمان های 1000، 2000 و4000 ساعت نمونه برداری انجام شد. سپس رفتار فیزیکی - حرارتی، مکانیکی، الکتریکی و ریخت شناسی نمونه های پیرشده و پیرنشده به ترتیب با استفاده از آزمون های تجزیه دینامیکی مکانیکی حرارتی، تجزیه گرما وزن سنجی، گرماسنج روبشی تفاضلی، تست خمش، شکست الکتریکی و میکروسکوپ الکترونی پویشی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل شده نشان داد ذرات نانو اکسید تیتانیوم سبب بهبود خواص حرارتی، مکانیکی و الکتریکی کامپوزیت شده است. با بررسی رفتار پیرشدگی حرارتی، مشاهده شدکه نمونه فاقد ذرات نانو رفتار پیرشدگی بهتری از خود نشان داده است که علت آن پیشرفت واکنش شبکه ای شدن بوده است. در حالیکه در نانوکامپوزیت ها افت در برخی از خواص همچون پایداری حرارتی، مدول ذخیره و استحکام خمشی روی داده است. همچنین نتایج آزمون های sem و طیف سنجی مادون قرمز تخریب را در سطح نمونه ها تایید کرد.

بررسی اثر همتراز کننده اکریلیکی ب خواص مکانیکی و حرارتی رنگ های پودری بر پایه رزین اپوکسی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران - پژوهشکده پتروشیمی 1391
  فاطمه السادات میری   حسینعلی خنکدار

چکیده: نیاز به مواد هم تراز کننده سطح از آنجا حائز اهمیت شد که در سطح فیلم رنگ خشک شده یا پخت شده نقایصی دیده شد ، این نقص ها به علت اختلاف کشش سطحی در سطح فیلم رخ می دهد، در حالی که در صنایع مختلف ، به عنوان مثال صنعت خودرو ، نیاز به یک سطح عالی و بدون نقص می باشد. برای رسیدن به ظاهر مناسب در این نوع پوشش ها و بهبود خواص هم-سطحی و جلوگیری ازنقایصی نظیر دهانه آتشفشانی شدن عامل هم تراز کننده سطح 3 اضافه می گردد. در این پژوهش به کمک آزمایشات رئومتری، نحوه رفتار سیستم پوشش پودری اپوکسی/ پلی استر (60/40) و تاثیر درصد همتراز کننده و پرکننده و فرکانس و دمای پخت بر زمان ژلاسیون و خواص رئولوژیکی بررسی شده است. در این پژوهش از دو روش متفاوت جهت تعیین زمان ژلاسیون استفاده شده است. به کمک آزمایشات غیر همدما، dmta ، dsc ، رفتار سیستم های مختلف با فرمولاسیون های مختلف با هم مقایسه شده اند. در این پژوهش ضمن بررسی رفتار رئولوژیکی پوشش های پودری به فرمولاسیون بهینه جهت استفاده از حداقل همتراز کننده و حداکثر خواص رسیدیم.

بررسی ارتباط خواص مکانیکی با ریزساختار نانوکامپوزیت pp/ptt/clay
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران - پژوهشکده علوم و تکنولوژی پلیمر 1390
  مهشاد منصوری   مرتضی احسانی

آلیاژهای بر پایه پلی تری متیلن ترفتالات (ptt) اجتماعی از خواصی همچون مدول کششی، استحکام ضربه، سرعت کریستالیزاسیون بالا، مقاومت شیمیایی و پایداری ابعادی را از خود نشان می دهند. از این رو ptt انتخاب مناسبی برای اختلاط با پلی پروپیلن (pp) به منظور بهبود خواص مکانیکی آن جهت کاربردهای تکنیکی و مواردی که تحمل بار بالایی مورد نیاز است، می باشد. به همین منظور، در تحقیق حاضر آلیاژهای دو جزئی امتزاج ناپذیر pp/ptt در ترکیب درصدهای 25/75، 50/50 و 75/25 با هدف بررسی رفتار مورفولوژیکی و مکانیکی و ارزیابی رفتار مکانیکی آلیاژ با مدل های مکانیکی موجود؛ و نانوکامپوزیت-های حاوی 5 درصد نانوذرات خاک رس در غیاب/ حضور دو نوع سازگارکننده با هدف بررسی اثر دو نوع مختلف از ذرات نانورس اصلاح شده (کلویزیت b30 و کلویزیت a20)، و همچنین دو نوع سازگارکننده بر خواص مکانیکی و مورفولوژیکی آمیزه های امتزاج ناپذیر فوق در نسبت 25/75 از pp/ptt؛ با استفاده از روش اختلاط مذاب تهیه شده و مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر sem نشان داد که ptt به صورت قطراتی ناپیوسته در داخل ماتریسی از pp پراکنده می شود و با افزایش درصد ptt سایز ذرات پراکنده بزرگ تر می شود. همچنین، مشاهده شد که افزودن ذرات نانورس سبب کاهش اندازه قطرات فاز پراکنده شده و این کاهش اندازه در نمونه حاوی کلویزیت b30 بیشتر از نمونه حاوی مخلوط کلویزیت b30 و کلویزیت a20 است؛ این امر ناشی از برهمکنش بیشتر کلویزیت b30 با فاز ptt به دلیل دارا بودن گروه های قطبی هیدروکسیل می باشد. چگونگی پراکندگی صفحات نانورس در نانوکامپوزیت ها با استفاده از آزمون های saxs و tem مورد بررسی قرارگرفت. در کلیه نانوکامپوزیت ها انتقال پیک حاصل از پراش اشعه ایکس به سمت زوایای کوچکتر مشاهده شدکه بیانگر ایجاد ساختاری غالب از نوع بین لایه ای شده می باشد. محاسبات پارامتر خیس شوندگی و مشاهدات تصاویر tem نشان داد که ذرات کلویزیت b30 عمدتاً در فاز پراکنده ptt و ذرات کلویزیت a20 عمدتاً در سطح مشترک میان دو فاز قرار می گیرند. همچنین در بررسی اثر دو نوع سازگارکننده(elvaloy® ptw وpp-g-ma)، مشاهده شد که سازگارکننده elvaloy® ptw به دلیل واکنش پذیری بالاتری که در مقایسه با pp-g-ma دارد اثر سازگارکنندگی بیشتری از خود نشان می دهد. حضور سازگارکننده سبب اندکی افزایش در میزان نفوذ زنجیرهای پلیمری در گالری میان صفحات نانورس شده و درنتیجه سبب بهبود خواص گردید.

پوششهای نانوکامپوزیتی بر پایه اپوکسی/پرک شیشه:سینتیک پخت، رئولوژی،خواص خوردگی و بررسی اثر آماده سازی سطح
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران - پژوهشکده فرایند 1391
  مهدی غفاری   حسینعلی خنکدار

یکی از بهترین راههای حفاظت از فلزات در برابر خوردگی استفاده از پوششهای پلیمری است. بنا به دلایل زیست محیطی محققین به دنبال جایگزینی رنگدانه های کروماته و عوامل پخت دارای حلالهای فرار هستند. رنگدانه نانو پرک شیشه و عامل پخت پلی آمین آمید می توانند جایگزین های مناسبی برای رنگدانه های کروماته و عوامل پخت سنتی آمینی باشند. اولین مرحله در استفاده از یک سامانه کامپوزیتی جدید کسب دانش در ارتباط با چگونگی واکنش پخت آن است. مطالعه سینتیک پخت سامانه اپوکسی/پلی آمین آمید و بررسی اثر حضور نانو پرک شیشه بر سینتیک واکنش پخت این سامانه با استفاده از روش dsc انجام گردید. سینتیک واکنش پخت و مدلسازی آن با استفاده از دیدگاههای هم تبدیل و استفاده از مدل در روش هم دما انجام شد. پارامترهای سینتیک پخت در روش غیر هم دما نیز از روشهای هم تبدیل، مدل اوزاوا، مدل بورچارت و دانیلز بدست آمد. در هر دو روش هم دما و غیر هم دما با ارائه روشی جدید، سینتیک پخت با مدلسازی همزمان همه اطلاعات انجام گردید. از آنجا که در روش ارائه شده از کلیه اطلاعات بدست آمده از آزمون dsc بطور همزمان استفاده می شود لذا نتایج حاصل از این مدل تطابق بهتری را با نتایج تجربی بدست آمده نشان داد. نتایج کلیه روشها تائید کرد که سینتیک پخت سامانه اپوکسی/پلی آمین آمید از مرتبه اول پیروی می کند و هیچ گونه شیشه ای شدن در طی واکنش پخت رخ نمی دهد. همچنین اگرچه نانو پرک شیشه انرژی فعالسازی واکنش پخت را کاهش می دهد اما مدل سینتیکی آن را تغییر نمی دهد. در مرحله بعد تاثیر شیوه های اختلاط مکانیکی و فراصوت در توزیع نانو پرک با هدف یافتن بهترین روش اختلاط از نقطه نظرات میکروسکوپیک و ماکروسکوپیک توسط روشهایsem ،edx mapping و رئومتری انجام شد. همچنین برای یافتن آستانه های تجمعی از دیدگاه رئولوژیکی خواص رئولوژیکی رزین اپوکسی نظیر مدول ذخیره، مدول اتلاف و گرانروی در درصدهای مختلف نانو پرک شیشه یررسی گردید. بر اساس نتایج رئولوژی تشکیل شبکه های منطقه ای و پیوستن آنها بهم در محدوده 1 تا 2 درصد نانوپرک شیشه رخ می دهد. در ادامه جهت مطالعه اثر نانو پرک بر خواص خوردگی سامانه اپوکسی/پلی آمین آمید، پوششهایی با ترکیب درصد های مختلف نانو پرک تهیه گردید. نمونه ها در محلول خورنده 5% نمک کلرید سدیم در آب قرار گرفتند و در زمانهای مختلف، پوشش با روش eis مطالعه و نمودارهای باد و نایکوئیست آنها رسم شد، سپس نتایج بدست آمده با انتخاب مدار معادل و با استفاده از نرم افزار zview مدل شد. نتایج نشان می دهد که نمونه حاوی 0.5% نانوپرک بالاترین کارائی حفاظتی را دارد. جهت افزایش استحکام پوشش به فلز و درنتیجه افزایش کارائی حفاظتی سامانه، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی لایه اکسید سطح فولاد کربنی با استفاده از محلولهای اسیدی و بازی تغییر و مورد مطالعه قرار گرفت. زبری و خواص شیمیایی سطح نمونه های آماده سازی شده و نشده با روش xps و afm اندازه گیری شد. آنالیز نتایج xps نشان می دهد که آلودگی های کربنی در سطح فلز پس از اصلاح شیمیایی کاهش، ولی درصد گروه هیدروکسیل در نمونه های اصلاح شده با اسید و باز به ترتیب کاهش و افزایش می یابد. همچنین برای مطالعه فصل مشترک در مقیاس مولکولی، نمونه های فولاد کربنی که سطح آنها با روشهای شیمیایی آماده سازی شده بود با سامانه اپوکسی/پلی آمین آمید پوشش داده شد. برای رسیدن به فصل مشترک برای اولین بار از روشی ابتکاری از ترکیب pull-off و edx استفاده شد. استحکام پوشش در نمونه های مختلف اندازه گیری و خصوصیات شیمیایی سطوح فلز و پوشش پس از جدایش در آزمون pull-off مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که سطح آماده سازی شده با اسید برهم کنش بیشتری با عوامل آمیدی دارد درحالیکه سطح آماده سازی شده با محلول بازی برهم کنش بیشتری با عوامل آمینی نشان می دهد. ویژگیهای فصل مشترک از دیدگاه ماکروسکوپیک با ایجاد شکاف در پوشش و قرار دادن آن در محلول 5% نمک و عکس برداری توسط میکروسکوپ نوری در زمانهای مختلف و نیز استفاده از روش eis انجام شد. نتایج بدست آمده تائید می کند که آماده سازی اسیدی سطح فولاد کربنی با افزایش استحکام فصل مشترک و مقاومت در برابر جدایش لایه ای کاتدی، مقاومت پوشش در برابر خوردگی را افزایش می دهد.