در این مطالعه نانو کامپوزیت های پلی یورتان-نانو خاک رس با استفاده از روش پلیمریزاسیون درجا تهیه شده وخواص فیزیکی، مکانیکی و حرارتی آنها مورد مطالعه قرار گرفته است. ماتریس پلی یورتانی سنتز شده از واکنش بین2 ,4 تولوئن دی ایزوسیانات(tdi)، پلی کاپرولاکتون (pcl) با نام تجاریcapa240 و 4،1 بوتان دی ال به عنوان زنجیر افزاینده بدست آمده است. در این نانوکامپوزیت ها از نانوخاک رس های ،cloisite®15a، cloisite®20a، cloisite®na+،dellite®67g، dellite®43b،dellite®72t ،dellite®lvf و dellite®hps به عنوان فاز تقویت کننده به میزان 1% وزنی استفاده شده است. با توجه به نتایج آزمون های xrd و tem از بین این نانو رس ها، نانو رس های 30b و 43b رفتار ورقه ورقه شده،67g ، 15a، 72t و 20a رفتار میان افزایی و na+، lvf و hps رفتارمیان افزایی-کلوخه ای نشان دادند. این تفاوت رفتاری را می توان ناشی از نوع و میزان متفاوت اصلاح کننده های این نانو ذرات و فاصله اولیه آنها دانست. در این کار برای بررسی انجام صحیح و کامل پلیمریزاسیون، آزمون های کروماتوگرافی ژل تراوایی(gpc ) وطیف سنجی زیر قرمز (ftir ) بروی نمونه پلی یورتان خالص انجام گرفت. در رابطه با بررسی میزان قطبیت نمونه های پلیمری،آزمون زاویه تماسی(contact angle) برروی انواع نانوکامپوزیت های سنتز شده انجام شده است. به منظور مشاهده چگونگی پخش نانوذرات مختلف در ماتریس پلی یورتانی از آزمون های پراش پرتو ایکس (xrd) ومیکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) صورت گرفته برروی نانو خاک رس های خالص و نمونه های پلیمری حاوی این نانو ذرات استفاده شد. برای مشاهده چگونگی تغییرات خواص حرارتی، آزمون های تجزیه گرما وزنی (tga )، گرماسنجی روبشی تفاضلی (dsc) و آنالیز حرارتی مکانیکی دینامیکی (dmta ) بترتیب بر روی نمونه های نهایی صورت گرفت. برای بررسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های نهایی ازآزمون کشش (tensile) استفاده گردید. با نگاهی به نتایج بدست آمده از آزمون های مختلف انجام شده برروی نمونه های تولید شده در این کار می توان نتیجه گرفت که افزودن میزان بسیار کمی از نانورس می توان برخی از خواص ماتریس پلی یورتانی از جمله خواص حرارتی ، فیزیکی و مکانیکی را بهبود بخشید که از این جمله میتوان افزایش دمای انتقال شیشه ای(tg)، دمای ذوب (tm)، دمای شروع تخریب، مدول کششی و .... را نام برد. از بین نانورس های استفاده شده در این پروژه نانورس های 30b و 43b بیشترین تاثیر را در افزایش بهبود خواص پلیمر نهایی ایفا نمودند که دلیل آن را می توان در پخش عالی در ماتریس و باز شدن کامل لایه های این نانورس ها جستجو کرد. از بین مابقی نانورسهای اصلاح شده، به ترتیب نانو رسهای 72t، 20a، 67g و 15a در بهبود خواص پلی یورتان سنتز شده نقش داشتند. در این بین نانورسهای 72t و 20a بعلت اصلاح کننده های تقریباً یکسان و نانورس های 67g و 15a به دلیل مشابه، تاثیرات مشابه در افزایش خواص ماتریس داشتند. در مورد نانو رسهای اصلاح نشده می توان گفت که این نانو خاک رس ها به علت پخش نا مناسب درون پلیمر در بسباری از خواص نه تنها تاثیر مثبت نداشته بلکه این خواص را کاهش نیز داده است.

الیاف طبیعی به دلیل اینکه دارای منابع تجدید شونده، قیمت پایین، دانسیته کم و خواص ویژه بالا هستند، از مزیت بالایی جهت استفاده در کامپوزیت ها برخوردار می باشند. اما جذب رطوبت نسبتاً زیاد و آتش گیر بودن آن ها، در مقایسه با الیاف کربن و شیشه، کاربرد آن ها را محدود نموده است. علاوه بر آن، اغلب پلیمر ها به خصوص ترموپلاستیک ها، موادی غیر قطبی بوده و با الیاف قطبی چوب ناسازگار می باشند، که این پدیده منجر به چسبندگی ضعیف میان الیاف و پلیمر می گردد. هدف از انجام این پروژه، افزایش چسبندگی میان الیاف و ماتریس، از طریق اصلاح شیمیایی سطح الیاف چوب می باشد که این پدیده در نهایت منجر به افزایش سازگاری الیاف با ماتریس پلیمری می گردد. بر این اساس، از تولوئن دی ایزو سیانات( tdi ) به منظور واکنش با الیاف چوب، استفاده گردید. بدین ترتیب، سطح الیاف چوب فعال شده و می تواند جهت تشکیل یک ساختار پوسته-هسته مانند، با ستیل الکل وارد واکنش گردد. جهت مشخصه یابی واکنش نیز از آزمون طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ftir) استفاده شد. به منظور بررسی اثر اصلاح الیاف بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت حاصل، این بخش از پروژه به دو قسمت تقسیم شد: در قسمت اول، کامپوزیت هایی بر پایه پلی اتیلن با دانسیته بالا (ea 5218 ) تقویت شده با الیاف اصلاح نشده، تهیه گردید تا با وارد آمدن عامل اتصال دهنده ایزوسیاناتی در قسمت دوم، اثر بهبود فصل مشترک در خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت های تقویت شده با الیاف اصلاح شده، مورد بررسی قرار گیرد خواص مکانیکی شامل (کشش، خمش و ضربه) و همچنین خاصیت فیزیکی کامپوزیت های تهیه شده (جذب آب) نیز اندازه گیری شد و اثر اتصال دهنده ایزوسیاناتی در آن ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اصلاح الیاف چوب توسط tdi، خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت های تقویت شده با الیاف را بهبود داده است. به طوری که استحکام کششی کامپوزیت حدود53 % و استحکام خمشی حدود36 % نسبت به نمونه حاوی الیاف اصلاح نشده، افزایش یافته است. بهبود فصل مشترک کامپوزیت های فوق، به وسیله تصاویر sem دنبال شد.

در این پژوهش نانوکامپوزیت الاستومرهای پلی یورتان مغناطیسی با استفاده از نانوذرات سوپر پارا مغناطیس fe3o4 (مگنتیت) اصلاح نشده و اصلاح سطحی شده با تیودی گلایکولیک اسید به روش درجا سنتز شدند. دونوع نانوکامپوزیت مغناطیسی با استفاده از دو پلی ال استری پلی کاپرولاکتون (pcl) و پلی ال اتری پلی تترا متیلن اترگلایکول (ptmg) با جرم مولکولی یکسان تهیه شد. همچنین برای تهیه هر نوع نانوکامپوزیت از دو نوع نانوذره fe3o4 اصلاح نشده و اصلاح شده استفاده شد. نانوذرات اصلاح نشده به دلیل نسبت سطح به حجم بالا و بر هم کنش های دو قطبی - دو قطبی مغناطیسی، تمایل به تجمع یافتگی دارند و به همین جهت نمی توانند به خوبی در ماتریس پلیمری توزیع شوند و باعث افت زیاد خواص مکانیکی و مغناطیسی می شوند. برای رفع این مشکل نانوذرات fe3o4 با ماده آلی تیودی گلایکولیک اسید که دارای گروه فعال می باشد اصلاح سطحی شد. اصلاح سطحی نانوذرات علاوه بر کاهش میزان تجمع یافتگی نانوذرات باعث بر همکنش بهتر نانوذرات با ماتریس پلی یورتانی از طریق بر قراری پیوند شیمیایی می شود که در مقایسه با نانوذرات اصلاح نشده خواص مکانیکی نانوکامپوزیت کمتر افت می کند. برای شناسایی نانوذرات اصلاح نشده و اصلاح شده از آنالیز هایی نظیر ftir، xrd، tgaوvsm استفاده شد. همچنین آنالیز sem و tem نشان داد که نانوذرات اصلاح شده میزان تجمع یافتگی کمتر و توزیع بهتری نسبت به نانوذرات اصلاح نشده دارند. از ftir برای بررسی ساختار نمونه های سنتزی و تشکیل پلیمراستفاده شد. برای بررسی میزان سازگاری نانوذرات اصلاح نشده و اصلاح شده و توزیع این نانوذرات در نانوکامپوزیت ها از آنالیز sem استفاده شد که تصاویر این آنالیز نشان داد که نانوذرات اصلاح شده توزیع بهتر و میزان تجمع یافتگی کمتری دارند که می توان به سازگاری بهتر نانوذرات اصلاح شده با ماتریس پلی یورتانی پی برد. همچنین خواص حرارتی نانوکامپوزیت های مغناطیسی تهیه شده با نانوذرات اصلاح نشده و اصلاح شده و پلی ال های متفاوت با آنالیز tga مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که در همه موارد نانوکامپوزیت های مغناطیسی نسبت به پلی یورتان خالص در دمای کمتری شروع به تخریب می کنند. بررسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های برپایه پلی ال پلی کاپرولاکتون نشان داد که مقادیر استحکام کششی و ازدیاد طول تا پارگی نسبت به پلی یورتان خالص با پلی ال پلی کاپرولاکتون کاهش یافته است. در مورد نانوکامپوزیت های تهیه شده با نانوذرات اصلاح شده کاهش استحکام کششی کمتر می باشد. اثر نانوذرات بر رفتار ویسکوالاستیک نمونه ها نیز با استفاده از آنالیز dmta مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که نانوذرات fe3o4 باعث افزایش دمای انتقال شیشه ای می شود. از تست زاویه تماس نیز برای بررسی میزان آب دوستی نمونه ها استفاده شد. برای بررسی خواص مغناطیسی نانوذرات سنتز شده و نانوکامپوزیت ها از مغناطیس سنج نمونه مرتعش استفاده شد. نتایج حاصله خاصیت سوپر پارا مغناطیسی نمونه ها را تایید کرد. همچنین درجه زیست سازگاری نمونه ها با روشهای بررسی مورفولوژی و فعالیت سلول های فیبروبلاست مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت و نتایج نشان داد که این نانوکامپوزیت ها از زیست سازگاری خوبی برخوردارند و برای کاربرد های زیستی مناسب می باشند

رزین اپوکسی دارای خواص مطلوبی از جمله، مقاومت شیمیایی و الکتریکی بالا، پایداری حرارتی و شیمیایی بالا، استحکام بالا و مقاوم در برابر خزش می باشد. با وجود این خواص، رزین اپوکسی پخت شده شکننده بوده و دارای مقاومت ضربه ی پایینی می باشد. در این پژوهش از دو روش استفاده از لاستیک مایع پلی بوتادی ان با انتهای هیدروکسیل (htpb) و پلی اتیلن گلایکول با دو وزن مولکولی g/mol2000 و g/mol4000 استفاده شده است. برای بررسی تاثیر لاستیک مایع بر خواص اپوکسی پس از اصلاح شیمیایی htpb توسط تولوئن دی ایزوسیانات، مقادیر صفر تا phr 10 از این ماده به اپوکسی اضافه شد و توسط عامل پخت دایسی پخت گردید. همچنین به منظور بررسی اثر افزودن پلیمر گرمانرم پلی اتیلن گلایکول، مقادیر صفر تا phr 30 از آن در دو وزن مولکولی مذکور به سامانه های اپوکسی افزوده شد. نتایج حاصل از چقرمه سازی توسط لاستیک مایع نشان داد که استحکام کششی نمونه های اصلاح شده با افزایش غلظت لاستیک مایع به صورت پیوسته کاهش می یابد و از مقدار mpa 2/42 برای نمونه ی رزین اپوکسی خالص به mpa 3/24 برای نمونه ی حاوی phr 10 لاستیک مایع اصلاح شده کاهش یافت. مدول کششی اپوکسی نیز با افزایش لاستیک مایع تا phr 10 از مقدار gpa 15/3 به مقدار gpa 81/1 کاهش یافت. ازدیاد طول تا شکست و چقرمگی، با افزایش لاستیک مایع تا phr 7 افزایش یافت. مقاومت ضربه نیز با افزایش غلظت لاستیک مایع از صفر تا phr 7 به میزان 29% افزایش نشان داد. سطح شکست ماتریس اپوکسی اصلاح شده به کمک لاستیک مایع نشان دهنده ی مورفولوژی دو فازی شامل فاز لاستیک پراکنده و فاز پیوسته و صلب اپوکسی بود. نتایج آزمون درصد جریان پذیری پیش آغشته ها نشان دهنده ی بی تاثیر بودن افزودن لاستیک مایع بر آن بود. همچنین استحکام برشی پیش آغشته ها با افزایش غلظت لاستیک مایع از صفر تا phr 10 به صورت پیوسته از mpa 1/17 به mpa 6/10 کاهش یافت. نتایج حاصل از چقرمه سازی توسط پلی اتیلن گلایکول نشان داد که در هر دو وزن مولکولی پلی اتیلن گلایکول، ابتدا استحکام کششی تا phr 10 از پلی اتیلن گلایکول افزایش و سپس کاهش یافت، اگرچه استحکام کششی مشاهده شده برای کلیه ی نمونه ها بیشتر و یا حداقل برابر با استحکام کششی مشاهده شده برای رزین اپوکسی خالص بود. به ازای هر دو وزن مولکولی پلی اتیلن گلایکول، با افزودن phr 10 و phr 20 از این گرمانرم، مدول در مقدار gpa 1/3 تقریبا ثابت باقی ماند. چقرمگی نمونه ها با افزایش غلظت پلی اتیلن گلایکول افزایش یافت و در وزن های مولکولی g/mol 2000 و g/mol 4000 به ترتیب به میزان 3/7 و 0/8 برابر رزین اپوکسی خالص رسید. رفتار مشاهده شده برای انرژی شکست منطبق با رفتار مشاهده شده برای چقرمگی بود. نتایج آزمون گرماسنج تفاضلی روبشی نشان داد که افزودن پلی اتیلن گلایکول موجب پهن شدن پیک پخت و گسترش آن به سمت دماهای بالاتر می شود. نکته ی قابل توجه در ریزنگارهای میکروسکوپ الکترونی، تک فاز بودن کلیه ی سامانه های اصلاح شده ی رزین اپوکسی در حالت پخت شده بود. با افزایش مقدار هر دو وزن مولکولی پلی اتیلن گلایکول درصد جریان پذیری پیش آغشته های تهیه شده افزایش یافت به صورتی که افزایش 47% و 39% به ترتیب برای نمونه های اصلاح شده با پلی اتیلن گلایکول با وزن های مولکولی g/mol 2000 و g/mol 4000 در مقدار phr 30 از پلی اتیلن گلایکول نسبت به نمونه ی رزین اپوکسی خالص مشاهده شد.

چکیده: پلی یورتان ها گروه متنوعی از پلیمرها هستند که دارای خواص الاستیک و مکانیکی عالی، سختی خوب، مقاومت سایشی زیاد و مقاوم در برابر مواد شیمیایی می باشند. پلی یورتانها این قابلیت ویژه را دارند که با طراحی فرمولاسیون و انتخاب اجزای مناسب، خواص فیزیکی و شیمیایی آنها تنظیم شود. به عنوان مثال، با وارد کردن پلی دی متیل سیلوکسان با گروه های انتهایی هیدروکسیل در قطعه نرم، به عنوان قطعه واکنش پذیر در کوپلیمرهای یورتان - سیلوکسان، خواص ویژه آن از جمله انرژی سطحی کم، قابلیت بالای نفوذ گاز، خواص عایق بودن و پایداری گرمایی بسیار خوب و همچنین ثابت بودن خصوصیات فیزیکی در پهنه وسیعی از دما، پلی یورتان مربوطه را به انتخابی مناسب برای کاربردهای گرمایی، غشایی، پزشکی و پوششی تبدیل می سازد. به این ترتیب هیبرید آلی-معدنی با پیوندهای کووالانسی برای بهبود مقاومت گرمایی پلی یورتان ها (pu)، تهیه می شود. در پژوهش حاضر تلاش شد تا ضعف خواص مکانیکی ناشی از حضور پلی دی متیل سیلوکسان در ساختار پلی یورتان، با استفاده از زنجیر افزاینده آمینی با ساختار آروماتیک جبران شده و به دلیل افزایش پیوند هیدروژنی، پلی یورتان-اوره قطعه ای با خواص مکانیکی و خواص گرمایی بهبود یافته تهیه شود. همچنین در این تحقیق اثر کومونومرسیلوکسان در سنتز پلی یورتان اوره همراه با پلی تترا متیلن اتر گلایکول و پلی کاپرولاکتون مقایسه شد. در این راستا، پلی یورتان های متنوعی بر پایه سیلوکسان با استفاده از مخلوط زنجیر افزاینده 4، 4 –متیلن بیس (3 کلرو 2،6 دی اتیل آنیلین )، m-cdea، با ساختار هالوژنه و قابلیت القای رفتار خوداطفایی، و 1و4 بوتان دی ال، تهیه و خواص آنها بررسی شد و روشی بهینه برای سنتز دو مرحله ای ارایه شد. بر اساس اطلاعات به دست آمده با افزایش مقدار سیلوکسان در قطعه نرم، پایداری گرمایی و آبگریزی سطح پلیمر افزایش می یابد. به این ترتیب خواص مکانیکی و گرمایی ساختارهای پلی یورتان-اوره بهبود یافت. همچنین نتایج نشان دادند که پایداری گرمایی نمونه بر پایه کومونومر پلی اتر بیشتر از پلی استر مشاهده گردید. از طرفی سینتیک تخریب پلی یورتان اوره همراه با زنجیر افزاینده m-cdea بررسی شد و تغییرات انرژی فعالسازی در مراحل مختلف تخریب توسط روش های هم درجه تبدیلی تعیین و مقایسه شد. از آنجا که استفاده از نانو لوله کربن در تهیه کامپوزیت های پلی یورتان -نانو لوله کربن علاوه بر بهبود خواص گرمایی، خواص مکانیکی را نیز بهبود می بخشد، از این نانوساختارها برای بهبود خواص مکانیکی پلی یورتان-اوره سنتز شده استفاده شد. نیروهای قوی واندروالس در برهم کنش های ?- ?، بین نانو لوله های کربنی، باعث تجمع آنها شده و درنتیجه پراکنش یکنواخت این نانوساختارها در ماتریس پلی یورتانی مشکل سازاست. پراکنش یکنواخت نانو لوله های کربن در ماتریس پلیمری و عامل دار کردن آنها برای ایجاد اتصال شیمیایی با پلی یورتان کلیدی برای توسعه هدفمند خواص نهایی نانو کامپوزیت های حاصل از آنهاست. بنابراین، تلاش شد تا از روش های مختلف اکسایش جهت اصلاح نانو لوله کربن چند جداره، بسته به زمان اکسایش و نوع اکسنده اجرا شود و پس از بررسی خواص نمونه های اکسید شده، سطح نانو لوله کربن با آمین اصلاح شده و شرایط لازم برای پراکنش مناسب بهینه گردید و سپس نانوکامپوزیت هایی از پلی یورتان های بر پایه سیلوکسان و پلی تترا متیلن اتر گلایکول و نانو لوله کربن با استفاده از دو زنجیر افزاینده آمینی، دی الی و مخلوط آنها به روش پلیمر شدن درجا سنتز شد. نتایج نشان دادند که در همه نانوکامپوزیت های سنتز شده با افزایش نانو لوله کربن مدول و پایداری گرمایی افزایش می یابد. در نانو کامپوزیت تهیه شده با افزایش 2% وزنی نانو لوله اصلاح شده با موکا، دمای شروع تخریب حدود ?c6 و همچنین مدول ذخیره در ناحیه الاستیک حدود 200 درصد افزایش می یابد. در مورد نانو کامپوزیت تهیه شده از پلی یورتان دارای 8/0 مول سیلوکسان با نانو لوله کربن اصلاح نشده رفتار جامد گونه نانو کامپوزیت مشاهده شد. همچنین مدول ذخیره، اتلاف و ویسکوزیته کمپلکس پلی یورتان خالص دارای 2/0 مول سیلوکسان با مقدار نانو لوله کربن اصلاح شده با آمین بهینه و در 3/0 درصد نانو لوله بیشترین برهم کنش مشاهده گردید.

گسترش و توسعه ی پلیمرهای بر پایه ی حلال های رایج آلی به دلیل قوانین زیست - محیطی و هزینه ی نسبتاً گزاف این حلال ها با برخی محدودیت ها روبه رو است. جایگزین کردن تمام یا قسمتی از این حلال ها با حلال های دوست دار محیط زیست مانند آب، از اقدامات مهم و مناسب جهت کاهش آلودگی حاصل از تهیه ی پلیمرهای پایه حلالی تلقی می گردد. یکی از مزیت های پلیمرهای محلول یا توزیع شده در آب، امکان تهیه ی آلیاژهای پلیمری از این ترکیبات با سایر پلیمرهایی است که در حالت عادی تمایلی به واکنش یا آلیاژ سازی ندارند. این آلیاژ سازی می تواند منجر به تهیه ی پلیمرهایی گردد که نسبت به هر یک از پلیمرهای اولیه، دارای مزایایی می باشند. آلژینات از جمله پلیمرهای مهم با ویژگی های زیست سازگاری و خون سازگاری است که به دلیل استخراج از منابع طبیعی تجدیدپذیر برای کاربردهای گوناگون به شدت مورد علاقه قرار گرفته است. از سوی دیگر پلی یورتان های توزیع شده در آب، علاوه بر دارا بودن مزایای متعدد سیستم های پلی یورتانی، به عنوان پلیمرهایی دوست دار محیط زیست نیز مورد توجه می باشند. محور اصلی این پروژه، تهیه ی آلیاژهای پلیمری از پلی یورتان های توزیع شده در آب و نمک های آلژینات به طریق آلیاژسازی محلولی است. در این پروژه انواع متفاوتی از پلیمرهای یورتانی توزیع شده در آب بر پایه ی عوامل توزیع آنیونی و کاتیونی با استفاده از زنجیر افزاینده های دی الی و دی آمینی و با روش اختلاط پیش پلیمر تهیه شدند. پس از شناسایی و بررسی خواص نمونه های تهیه شده، نمونه های بهینه برای آلیاژسازی با محلول سدیم آلژینات انتخاب گشتند. تهیه ی نمونه های آلیاژ به روش آلیاژسازی محلولی و در طی افزودن محلول سدیم آلژینات به سیستم های پلی یورتانی، انجام گردید. پس از ریخته گری آلیاژهای تهیه شده، فیلم های پلیمری با روش های طیف سنجی و میکروسکوپی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفتند. علاوه بر این، خواص دینامیکی- حرارتی، آب دوستی و حرارتی آن ها نیز مورد مطالعه قرار گرفت.

در این تحقیق به بررسی ساختار میکروسکوپی و خواص سایشی روکش های کامپوزیتی ایجاد شده از پودر استلایت 6 با تقویت کننده کاربید بور پرداخته شده است. به این منظور روکش هایی از کامپوزیت استلایت 6-کاربید بور با نسبت های وزنی مختلف کاربید بور به استلایت6، تحت فرآیند جوشکاری gtaw بر روی زیرلایه هایی از فولاد ساده کربنی ایجاد گردید. علاوه بر مطالعات متالوگرافی مقاومت سایشی روکش ها نیز توسط آزمون سایش پین روی دیسک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ریزساختار روکش های کامپوزیتی متشکل از یک ساختار هیپویوتکتیکی بوده است. بررسی های پراش پرتو ایکس مشخص کرد که ساختار روکش های به دست آمده شامل فاز زمینه غنی از کبالت و کاربیدهای یوتکتیکی غنی از کروم cr7c3 و cr23c6، مربوط به آلیاژ استلایت6 و همچنین کاربید بور که به عنوان ذرات تقویت کننده به روکش ها اضافه شده بود، می باشند. مطالعات نشان داد که کاربید بور درطول فرآیند روکش کاری ذوب و دوباره تشکیل شدند. مشخص شد که ممانعت ذرات کاربید بور دوباره منجمد شده از رشد دندریت های زمینه باعث اصلاح ریزساختار و کاهش اندازه دندریت های فاز زمینه روکش ها گردید. مشاهدات نشان داد که سختی روکش کامپوزیتی با افزایش درصد وزنی کاربید بور تا 30 درصد وزنی، افزایش و در مقادیر بیشتر کاربید بور (40 و 50 درصد وزنی) کاهش می یابد. بررسی رفتار سایشی نشان داد که در روکش های کامپوزیتی به واسطه تشکیل یک لایه اکسیدی فشرده در سطح سایش، مقادیر کاهش وزن و ضریب اصطکاک در مقایسه با روکش استلایت 6 خالص کاهش پیدا می کند.

فیلرهای طبیعی به دلیل آنکه منابع تجدیدپذیر و ارزان قیمتی هستند می توانند برای استفاده در مواد گوناگون به منظور کاهش قیمت تمام شده ی محصول و بهبود خواصی مانند دانسیته و خواص مکانیکی مورد استفاده قرار گیرند. اما جذب رطوبت بالایی که به دلیل وجود مقادیر زیاد گروههای هیدروکسیل در ساختار این گونه مواد رخ می دهد، در دراز مدت منجر به تخریب بیولوژیکی و کاهش پایداری ابعادی آنها خواهد شد و کاربرد آنها را محدود خواهد کرد. پوسته ی برنج یکی از مواد طبیعی است که به عنوان ضایعات در فرآیند تبدیل برنج سفید تولید می شود و با توجه به حجم زیاد تولید این محصول در کشور ما، این ماده را به پتانسیل خوبی برای استفاده تبدیل می کند. هدف از انجام این پروژه، جایگزینی گروههای هیدروکسیل پوسته برنج با گروههای ایزوسیانات از طریق واکنش اصلاح با تولوئن دی ایزوسیانات (tdi) می باشد که به این ترتیب با توجه به فعال تر بودن گروههای ایزوسیانات نسبت به گروههای هیدروکسیل برای انجام واکنش، پوسته برنج می توان در زمان کوتاه تشکیل فوم پلی یورتان پیوند بهتر و سریع تری با ماتریس پلی یورتان برقرار کرده و در عین حال پایداری ابعادی بهتری نیز در درازمدت به جهت کاهش گروههای هیدروکسیل نشان دهد. جهت مشخصه یابی واکنش از آزمون طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ftir) استفاده شد. از آزمون tga نیز برای بررسی پایداری حرارتی پوسته های برنج پس از واکنش اصلاح استفاده گردید. خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت های حاصل توسط آزمون های دانسیته و خواص فشاری بررسی شد. نتایج نشان داد که به طور کلی با ورود فیلر به فوم، دانسیته افزایش پیدا کرده است. در درصدهای فیلر کم، با انجام اصلاح مدول افزایش 30? نسبت به فوم خالص نشان داده اما پوسته برنج اصلاح نشده استحکام بالاتری در این درصد از فیلر نشان داده است. در درصدهای بالاتر فیلر، مدول و استحکام فیلرهای اصلاح شده و اصلاح نشده نزدیک به هم بوده و به ترتیب بیشتر و کمتر از فوم خالص بدست آمده اند. خواص عایقی فوم ها نیز توسط آزمون آنالیز هدایت حرارتی (tca) بررسی گردید. ضریب هدایت حرارتی با افزایش مقدار فیلر افزایش یافته است اما با انجام اصلاح، نرخ رشد این ضریب کاهش زیادی پیدا کرده است. در نهایت مورفولوژی نمونه ها و نحوه قرارگیری فیلرها در ساختار فوم پلی یورتان توسط تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) بررسی گردید.

این پایان نامه درباره تهیه و شناسایی نانو فیلرهای خاک رس جهت استفاده در نانو کامپوزیت های پلی پروپیلن می باشد که دارای پنج فصل است. فصل اول مقدمه، فصل دوم مروری بر کارهای انجام شده، فصل سوم تجربی، فصل چهارم نتایج وبحث و فصل پنجم نتیجه گیری و بحث می باشد.

استفاده از پلاستیک هایی مثل پلی اتیلن در صنایع مختلف در حال افزایش است. به دلیل انرژی سطحی و زاویه ی ترشوندگی پایین آن،چسبندگی پلی اتیلن به برخی پلیمرها کاهش می یابد. بنابراین اصلاح سطح پلی اتیلن به منظور بهبود چسبندگی،از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای اصلاح سطح پلیمرها روش های مختلفی وجود دارد. اخیراً روش دیگری برای اصلاح سطح مورد استفاده قرار گرفته است. این روش آمیزه سازی پلی اتیلن با پلیمرهای قطبی است. در این پروژه از روش آلیاژ سازی برای افزایش انرژی سطحی پلی اتیلن استفاده شد. بدین منظور آمیزه ی پلی اتیلن سبک و پلی آمید تهیه گردید. این پلیمرها امتزاج ناپذیر بوده و دچار جدایی فازی می گردند. به منظور بهبود امتزاج پذیری از نانو ذرات کروی آب دوست سیلیکا (fumed silica) به عنوان امتزاج پذیر کننده استفاده گردید. ذرات سیلیکا، با چهار نوع عامل اتصال سیلانی مختلف اصلاح گردید تا ماهیت آب دوست آن ها تغییر نماید. ساختار فازی و مورفولوژی نانو کامپوزیت ها با استفاده از semارزیابی گردید. تصاویر sem نشان می‎ دهد که سیلیکای آب دوست تمایل دارد تا در فاز پلی آمید قرار گیرد، درحالی که نوع آب گریز آن در فاز ldpe وفصل مشترک ldpe/pa6 قرار می گیرد. کاهش قابل توجه در اندازه ی قطرات پلی آمید برای آمیزه ی دارای 5/0 % وزنی سیلیکا مشاهده شد. می توان نتیجه گرفت که ساز و کار پایداری آمیزه ی ldpe/pa6توسط سیلیکا کاهش در کشش بین سطحی است،به طوری که سیلیکا به عنوان لایه ای سخت مانع از انعقاد قطرات paمی شود. از آزمون دینامیکی- مکانیکی حرارتی (dmta) به عنوان ابزاری برای بررسی نحوه ی قرارگیری نانو سیلیکا استفاده شد. تغییر دمای انتقال شیشه ای فاز پلی آمید تأیید می کند که نانو سیلیکا به طور عمده در این فاز توزیع شده است. پس از اصلاح،tg دو جزء به یکدیگر نزدیک شد. اندازه گیری های رئولوژیکی نشان داد که پس از اصلاح، مدول ذخیره و گرانروی مختلط نمونه ها افزایش می یابد.این امر نشان دهنده ی برهمکنش قوی بین سیلیکا و زنجیره های پلیمری است. رفتار بلورینگی نمونه ها با استفاده از گرماسنجی روبشی تفاضلی (dsc) و آزمون xrd در زوایای باز بررسی گردید. نرخ سریع تر بلورینگی pa6به دلیل هسته سازی سیلیکا نشان داد که سیلیکا عمدتاً در این فاز قرار دارد. پس از اصلاح سیلیکا در هر دو فاز قرار می گیرد. آزمون استحکام کششی نشان داد که پس از افزودن سیلیکا، ازدیاد طول در شکست کاهش و استحکام و مدول کششی افزایش یافتند. این رفتار ناشی از برهمکنش سیلیکا با زنجیره های پلیمری است. نتایج آزمون برش لب به لب نشان داد که چسبندگی پلی اتیلن در اثر افزودن فاز پلی آمید، به دلیل ماهیت قطبی آن افزایش یافته است. با افزودن ذرات سیلیکا، این افزایش بیشتر گردید. بیش ترین میزان چسبندگی برای نمونه ی ae71 به دست آمد.