شیمی رئولوژی قالبریزی ژل سامانه های نانوکامپوزیتی بر پایه سیالون به منظور ساخت قطعات نمونه سرامیکی

ضرورت کنترل رفتار رئولوژیکی تعلیقی پایدار مونومری حاوی پودر سرامیک در حین پلیمره شدن و تسلط بر شرایط سینتیک و اسلوب واکنش مربوط، اهمیت پرداختن به رئولوژی شیمیایی این سامانه ها را در فرایند شکل دهی قطعات سرامیکی به روش قالبریزی ژل بویژه در سامانه های نانوکامپوزیتی آشکار می سازد. در این تحقیق، رفتار رئولوژیکی شیمیایی سامانه های تعلیقی مونومری حاوی سیالون، نانولوله کربنی چند دیواره و تلفیق آنها، مطالعه شده است. در ابتدا، رفتار رئولوژیکی تعلیقی با 20 تا 40 درصد حجمی سیالون با حضور و بدون حضور نانولوله های کربنی بررسی شده، مقادیر بهینه پرکننده برای هر تعلیقی انتخاب شده است. نتایج نشان می دهد، تمام تعلیقی ها رفتار نازک شدن برش داشته، گرانروی تعلیقی ها با افزایش کسر حجمی سیالون و نانولوله کربنی افزایش می یابد. مطالعات رئولوژیکی شیمیایی با بررسی اثر عوامل مختلف از جمله غلظت مونومر، عامل ایجاد پیوند عرضی، آغازگر، شتاب دهنده و یون های فلزی، میزان بارگذاری پودر سرامیک ، غلظت نانولوله-کربنی و دما بر زمان ژل شدن و زمان فرایند سامانه ها آغاز و با رسم نمودار انتقال زمان- دما که مبین حالت واکنش در نواحی مختلف دمایی و اثر پرکننده ها بر رفتار رئولوژیکی شیمیایی سامانه هاست، دنبال شده است. نکته قابل توجه در مقایسه نمودار انتقال زمان-دما سامانه ها، انتقال شدید نواحی که در آن امکان قالبریزی وجود دارد به دماهای پایین تر در سامانه حاوی پودر سیالون و نانولوله کربنی است. انتقال این نواحی و همچنین، کاهش زمان ژل شدن و زمان فرایند با اضافه کردن سیالون و نانولوله کربنی بیانگر اثر شتاب دهندگی این پودرها در واکنش پلیمره شدن آکریل امید/متیلن بیس اکریل آمید است. بررسی اثر این دو نوع پرکننده به صورت مجزا نشان می دهد که بیشترین اثرگذاری مربوط به پودر سیالون است که این نتیجه با مشاهده کاهش مقادیر انرژی فعال سازی محاسبه شده برای پلیمره-شدن محلول مونومری (72 کیلوژول بر مول) و ژل شدن تعلیقی حاوی 35 درصد حجمی سیالون (61 کیلوژول بر مول) تایید می شود. با توجه به نمودار انتقال-زمان دما سامانه ژل حاوی نانولوله کربنی، حضور نانولوله های کربنی که منجر به کاهش ناچیز زمان ژل شدن و زمان فرایند شده، تغییر چندانی در نواحی این نمودار در مقایسه با سامانه مونومری صورت نگرفته است. نمودار انتقال زمان-دما سامانه تعلیقی حاوی سیالون و نانولوله کربنی نشان می دهد که علیرغم کاهش محدوده ای که امکان قالبریزی ژل وجود دارد، در مقایسه با ژل خالص، امکان انجام قالبر یزی-ژل این تعلیقی در دماهای پایین بدون افزودن شتاب دهنده وجود دارد. کلید واژه: قالبریزی ژل، پلیمره شدن، رئولوژی، رئولوژی شیمیایی، سیالون، نانولوله کربنی، نمودار انتقال زمان-دما.