در این تحقیق برای نخستین بار جاذب نانوی مغناطیسی اکسیدآهن با پوشش پلی (وینیل الکل) و اتصالات گلوتارآلدهید تولید شد، که به دلیل وجود لیگاندهای o-h و c=o توانایی جذب فلزات سنگین را دارد. در مرحله تولید جاذب اثر عوامل مختلفی چون ترتیب اضافه کردن مواد و همزدن در مرحله پوشش دهی، تغییر مقدار اکسید آهن و تغییر درصد اتصال عرضی در اندازه ذرات جاذب بدست آمده بررسی گردید. با انجام تست های مختلف مشخصه یابی بر روی این جاذب مشخص شد که کوچکترین اندازه ذرات جاذب مربوط به حالتی بود که جرم ذرات اکسید آهن mg 100 و درصد اتصال عرضی 90% بود و در مرحله پوشش دهی به ترتیب اسید، پلی (وینیل الکل) و گلوتارآلدهید به مخلوط واکنش اضافه گردید. بعد از بررسی جاذب، مطالعاتی در رابطه با جذب فلزات سنگین مس و سرب بر روی این جاذب صورت گرفت و بعد از انتخاب جاذب بهینه اثر پارامترهای زمان تماس، ph، دما، درصد اتصال عرضی جاذب و غلظت اولیه یون های فلزی نیز بر روی فرآیند جذب بررسی شد. نتایج حاصله نشان داد که جاذب تولید شده در این تحقیق نسبت به جاذب مغناطیسی بدون پوشش، میزان جذب بالاتری برای فلزات سنگین مس و سرب از آب داشته و همچنین فرآیند جذب بر روی این جاذب بسیار سریع و موثر بود. بالاترین جذب برای هر دو یون فلزی توسط جاذب با درصد اتصال عرضی 50% در دمای oc 25، زمان 10 دقیقه و 5=ph برای مس و 5/6=ph برای سرب انجام گرفت. در پایان نشان داده شد که برای هر دو فلز مورد مطالعه سینتیک جذب از معادله شبه درجه دوم پیروی کرده و مرحله جذب شیمیایی مرحله کنترل کننده سرعت بود. داده های تجربی تعادلی جذب نیز برای هر دو فلز تطبیق خوبی با ایزوترم لانگمویر داشتند و ماکزیمم جذب برای مس و سرب به ترتیب mg/g 11.06و mg/g 9.85 بود.

در این پژوهش پلی اتیلن با دانسیته بالا(hdpe) به همراه مونت موریلونیت موسوم به کلوزیت 15a (cl15a) و سازگارکننده پلی اتیلن گرافت شده با مالئیک انیدرید(pe-g-ma) با غلظتهای (wt%20، 15، 10، 5، 0) و غلظت ثابت 4% وزنی از cl15a طی فرایند اختلاط مذاب در دومرحله، توسط اکسترودر دو مارپیچه تهیه شد. اثر غلظت های مختلف سازگارکننده بر ساختار، شاخص جریان مذاب و درصد ژل شدن آمیزه نانوکامپوزیتی مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعات پراش اشعه ایکس آمیزه های نانوکامپوزیتی نشان دادکه فاصله بین لایه های سیلیکات در غیاب سازگارکننده افزایش نمی یابد و آمیزه، ساختاری مشابه میکروکامپوزیت دارد. با افزایش غلظت سازگارکننده تا 15% وزنی، فاصله بین لایه های سیلیکات افزایش می یابد. در غلظت 20% وزنی از سازگارکننده فاصله بین لایه های سیلیکات بطور جزئ کاهش می یابد. با افزایش غلظت سازگارکننده، شاخص جریان مذاب کاهش و درصد ژل شدن افزایش می یابد. آمیزه های نانوکامپوزیتی حاصل را، توسط آسیاب به پودر های با اندازه متوسط 100میکرومتر تبدیل و با روش الکترواستاتیک پاششی پودری بر روی سطح ورق فولاد پاشش داده شد. مطالعات میکروسکوپ الکترونی روبشی بر روی سطح پوشش نانوکامپوزیتی نشان دادکه پوشش تهیه شده تحت شرایط پیش گرم کردن به مدت 1 دقیقه در دمای ?100، ولتاژ پاشش 60کیلو ولت، مدت زمان حرارت دهی 30 دقیقه در دمای ?200 ، دارای سطحی یکنواخت و با کمترین نقص می باشد. مطالعات پراش اشعه ایکس بر روی پوشش نانو کامپوزیتی نشان داد که درطی فرایند ذوب پوشش درون آون خلاء به علت نفوذ زنجیره های پلی اتیلن در فضای بین صفحات سیلیکات فاصله بین صفحات اندکی افزایش می یابد. و خواص مکانیکی و مقاومت خوردگی پوشش توسط آزمون های انعطاف پذیری، استحکام چسبندگی و مه آب نمک مورد آنالیز قرار گرفت. انعطاف پذیری و استحکام چسبندگی با افزایش غلظت سازگارکننده تا 15% افزایش می یابد و در غلظت 20% سازگارکننده تغییری در خواص مکانیکی دیده نمی شود. پوشش حاوی 15% وزنی سازگارکننده بیشترین مقاومت خوردگی را درآزمون مه آب نمک نشان داد.

تولید ابر با ساختار میکروسلولی (اندازه سلولی mµ 100-1 و دانسیته سلولی بالاتر از cell/cm3 109) از پلی اتیلن سبک به منظور بهبود خواص مکانیکی ابر، هدف پژوهش در پروژه حاضر بوده است. چون تهیه ابر میکروسلولی از پلی اتیلن سبک (ldpe) به دلیل هسته گذاری ضعیف ناشی از تبلور بالا به راحتی امکان پذیر نمی باشد. از اینرو با تنظیم شرایط (دما، فشار، نوع و مقدار اجزاء تشکیل دهنده ابر) و با استفاده از نانو هسته زای کربنات کلسیم(caco3) به مقدارphr 7- 5/0، امکان ساخت ابر میکروسلولی از این پلیمر تهیه و بررسی شد. عملیات اختلاط به کمک اکسترودر دومارپیچه انجام شد، که به منظور پراکنش بهتر نانو ذرات در ماتریس پلیمری و همچنین برای جلوگیری از تجزیه عوامل پف زای شیمیایی(adca) و شبکه ای کننده(dcp) در حین عملیات اختلاط، برای هر آمیزه ابر (با ترکیب درصدهای متغییر از نانو کربنات کلسیم) دو مستربچ a (حاوی عوامل پف زا و شبکه ای کننده)و مستربچ b (حاوی نانوcaco3 ) و با شرایط فرایندی به ترتیب دور پیچrpm 100، بازه دمایی c° 175-80 و دور پیچ rpm 250، بازه دماییc° 125-60 تهیه و باهم مخلوط شدند(آمیزه c). در نهایت آمیزه های از طریق قالب گیری فشاری در دماهای 180، 160وc° 140 به ابر تبدیل شدند. مقایسه پراش پرتو ایکس نمونه های کامپوزیتی تهیه شده از نانو ذرات، بیشترین هسته گذاری (ناشی از بیشترین پراکنش نانو ذرات) را در نمونه حاوی phr 5 نانو caco3 نشان داد، که ابری با اندازه سلولیmµ 27 و دانسیته سلولی cell/cm 3 108*8 را به همراه داشت. همچنین نتایج حاصل از بررسی مورفولوژی نانو ذرات در ماتریس پلی اتیلن به کمک sem ، حاکی از افزایش انباشتگی با افزایش مقدار نانو ذرات caco3 در ldpe می باشد. از اندازه گیری استحکام فشاری و ضریب هدایت حرارتی نمونه های ابر تهیه شده، بین دانسیته و این خواص در نمونه ها رابطه مستقیمی بدست آمد. افزایش استحکام فشاری به مقدار 370% تنها با افزودن phr5/0 نانو caco3نیز از مهمترین نتایج بدست آمده می باشد.

در این پروژه، تولید پوشش های شفاف نانوکامپوزیتی پلی یورتان اکریلیکی/ نانوسیلیکا، اعمال و مشخصه یابی آن بر روی سطح فولاد ساده کربنی مورد پژوهش قرار گرفته است. در این راستا از دو نوع نانوسیلیکای فومی و رسوبی به عنوان پرکننده در پوشش فوق استفاده شد. جهت رسیدن به فرایند پخش مناسب نانوذرات در زمینه پلیمری، از دو نوع همزن مغناطیسی و دیسکی دور بالا بهره گرفته شد. فرایند اسپری هوا نیز به عنوان روش پوشش دهی انتخاب شد. خواص فیزیکی پوشش مانند شرایط پخش ذرات و ویسکوزیته با استفاده از آنالیزور توزیع اندازه ذرات zeta sizer و ویسکوزیمتر چرخشی مورد بررسی قرار گرفت. خواص نوری پوشش از قبیل شفافیت، براقیت و جذب طیف uv/vis با استفاده از کدورت سنج و اسپکتروفوتومتر اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که ذرات نانومتری سیلیکا به دلیل دارا بودن اندازه ذرات کمتر از طول موج نور مرئی، پخش مناسب و ضریب شکست نزدیک به زمینه پلی یورتان، بر روی شفافیت و براقیت پوشش ها کمترین تأثیر را داشته و در عین حال منجر به افزایش ویسکوزیته، پایداری محیطی (به خصوص در مقابل اشعه ماورای بنفش)، چسبندگی، میکروسختی و مقاومت به ضربه و سایش پوشش های نانوکامپوزیتی شده اند. تصاویر sem از مسیر سایش و ذرات سایشی، نمایانگر مکانیزم غالب خستگی سطحی در هر دو نوع فرایند سایش فرسایشی و پین روی دیسک می باشد. همچنین مقاومت به خوردگی پوشش های نانوکامپوزیتی در محیط مه نمکی ( به مدت 500 ساعت) بیشتر از انواع خالص بدست آمد. این افزایش نتیجه مستقیم افزایش چسبندگی پوشش به زیرلایه و نیز افزایش دانسیته و انسجام بدنه پوشش با افزودن نانوذرات است. براساس یافته های پروژه حاضر، نانوسیلیکای رسوبی نشان داده که با ایجاد پوششی ارزان با شفافیت، براقیت، سختی و چقرمگی بالا و همچنین مقاوم به شرایط محیطی، سایشی و شیمیایی، پتانسیل لازم جهت جایگزینی با نوع گران تر فومی را در پوشش های شفاف پلیمری دارا است.

در این پژوهش، خواص رئولوژیکی و مکانیکی مخلوط ها و نانوکامپوزیت های پلی اتیلن سبک – نشاسته ذرت گرمانرم (tpcs) بررسی شده است. نمونه هایی حاوی مقادیر مختلف (صفر تا 40% وزنی) نشاسته گرمانرم و 3% وزنی ldpe-g-ma به عنوان سازگارکننده، با استفاده از اکسترودر تک مارپیچه تهیه شدند. همچنین نمونه هایی حاوی نانوذرات سیلیکاتی با استفاده از نمونه مخلوط سازگارشده انتخابی و مقادیر مختلف (5/0 تا 3% وزنی) نانوذرات سیلیکاتی با نام تجاری cloisite®15a از طریق فرآیند اکستروژن و با استفاده از اکسترودر دومارپیچه تهیه گردید. اندازه گیری خواص رئولوژیکی، مکانیکی و جذب آب همه نمونه ها با استفاده از روش های استاندارد انجام گرفت. همچنین مدل سازی فرآیند اکستروژن مخلوط ها و نانوکامپوزیت های پلی اتیلن سبک – نشاسته گرمانرم با استفاده از سیستم استنتاج فازی - عصبی تطبیقی (anfis) به منظور پیش بینی خوص رئولوژیکی و مکانیکی نمونه ها انجام گرفت. نتایج اندازه گیری شاخص جریان مذاب (mfi) مخلوط ها نشان داد که با افزایش مقدار نشاسته، mfi نمونه ها کاهش می یابد. نتایج آزمون رئومتری نشان داد که با افزایش نرخ برشی گرانروی ظاهری مخلوط ها کاهش یافته و این نمونه ها رفتار سودوپلاستیک از خود نشان دادند. همچنین با افزایش مقدار نشاسته گرانروی ظاهری مخلوط ها افزایش یافت. در مورد نانوکامپوزیت ها نیز کاهش در mfi و در نتیجه افزایش در گرانروی ظاهری با افزایش مقدار نانوذرات مشاهده گردید. این نمونه ها نیز رفتار سودوپلاستیک نشان داده و با افزایش نرخ برشی گرانروی ظاهری آنها کاهش نشان داد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مخلوط ها بهبود پراکندگی ذرات نشاسته در ماتریس پلی اتیلن و افزایش چسبندگی بین فازها در حضور pe-g-ma را تأیید کرد. پراش اشعه ایکس (xrd) نانوکامپوزیت ها، انتقال پیک پراش به زوایای کمتر و در نتیجه افزایش در فضای بین لایه-ای نانوذرات، با افزایش مقدار cloisite®15a را نشان داد. این تصاویر نشان دادند که در مورد همه نانوکامپوزیت ها ساختار بین لایه ای تشکیل شده است. خواص مکانیکی (از قبیل استحکام کششی نهایی، ازدیاد طول در نقطه شکست، مدول یانگ و استحکام ضربه ای نسبی) مخلوط ها با افزایش مقدار نشاسته کاهش پیدا کرد اما با این وجود نمونه های سازگارشده حاوی 25% وزنی نشاسته گرمانرم، مطابق با استاندارد تهیه پلاستیک های پلی اتیلن، خواص مکانیکی مورد نیاز برای تهیه پلاستیک های بسته بندی یکبار مصرف را دارند. در مورد نانوکامپوزیت ها نیز افزایش در استحکام کششی نهایی و مدول یانگ و کاهش در ازدیاد طول در نقطه شکست و استحکام ضربه ای نسبی با افزایش مقدار cloisite®15a بدست آمد. با این وجود، بهترین خواص با افزودن 1% نانوذره cloisite®15a مشاهده گردید. جذب آب مخلوط ها با افزایش مقدار نشاسته و با گذشت زمان افزایش پیدا کرد. نتایج جذب آب نانوکامپوزیت ها نشان داد که این نمونه ها جذب آب کمتری نسبت به نمونه مخلوط انتخابی داشته و همچنین با افزایش مقدار نانوذره، جذب آب آنها کاهش یافت. نتایج مدل سازی نشان داد که همبستگی خوبی بین نتایج تجربی و نتایج پیش بینی شده از مدل-سازی وجود دارد و این مدل به خوبی می تواند برای پیش بینی رفتار رئولوژیکی و مکانیکی مخلوط ها و نانوکامپوزیت های پلی اتیلن سبک – نشاسته گرمانرم در فرآیند اکستروژن به کار رود.

در این تحقیق اثر نانو ذرات سیلیکاتی اصلاح شده(cloisite 30b) بر خواص مکانیکی و خوردگی رنگ های بر پایه اپوکسی رزین و پخت شده باعامل آمینی ارزیابی شده است. مقادیر مختلف نانو ذرات(1?3?5در صد وزنی) با رزین اپوکسی بوسیله یک همزن مکانیکی به مدت9ساعت مخلوط و سپس توسط دستگاه التراسونیک به مدت2ساعت بهم زده شد? تا ذرات نانو در رزین به خوبی پراکنده شوند. تصاویر پراش ایکس (xrd)حالت نزدیک به ورقه ورقه ای(اکسفولیت) لایه های سیلیکاتی در رزین اپوکسی را برای مقادیر1و3در صد وزنی نانو ذرات و حالت لایه لایه ای(اینترکلیت) لایه های سیلیکاتی در رزین اپوکسی را برای مقادیر 5 در صد نانو ذرات را نشان داد. نمونه های نانو کامپوزیت حاصل طبق یک فرمولاسیون و دستورالعمل مشخص تبدیل به رنگ و از آن پوشش هایی با ضخامت270-250میکرومتر بر سطح ورقه-های فولادی (با ابعاد100×150میلیمترکه آماده سازی سطح شده بودند) تهیه گردید. اندازگیری خواص مکانیکی نمونه های پوشش داده شده توسط لاک نشان داد? که نمونه حاوی 3 درصد وزنی نانو ذرات در مقایسه با نمونه شاهد(بدون نانو ذرات) استحکام چسبندگی، مقاومت ضربه-ای و مقاومت سایشی را به ترتیب 7/125،400 و1/57 درصد افزایش دادند. اندازگیری خواص مکانیکی و مقاومت در برابرخوردگی نمونه های پوشش داده شده توسط رنگ نشان داد? که نمونه حاوی 3 درصد وزنی نانو ذرات بهترین خواص را دارا است. این نمونه ها در مقایسه با نمونه شاهد(بدون نانو ذرات) استحکام چسبندگی، مقاومت ضربه ای و مقاومت سایشی را به ترتیب 144،350 و 1/57 درصد افزایش دادند. از آزمون مه آب نمک این نمونه ها پوشش داده شده توسط رنگ(حاوی 3 درصد وزنی نانو ذرات) که تا1250ساعت ادامه داده شد، هیچگونه خوردگی در سطح زمینه فولاد مشاهده نگردید? در حالی که نمونه شاهد بعد از750ساعت علائم خوردگی به مقدار 3/0 درصد نشان داد.

در این پژوهش نمونه های پلی یورتان الاستومر- مونت موریلونیت اصلاح شده آلی، از طریق پلیمریزاسیون درجا یک پیش پلیمر پایه اتری(حاصل از واکنش تولوئن دی ایزوسیانات با پلی تترا متیلن اتر گلیکول) حاوی گروه های انتهایی ایزوسیانات و زنجیر افزاینده یک دی آمین (متیلن بیس اورتوکلروآنیلین) در دماهای پخت مختلف در حضور درصدهای مختلف نانو ذرات کلویزیت b30 تهیه گردید. در این روش ابتدا نانو ذرات کلویزیت b30 با چهار درصد وزنی مختلف (5/0،1،3،5) با استفاده از همزن های مکانیکی و دستگاه فوق صوت در بستر پیش پلیمر پخش گردید. سپس زنجیر افزاینده به حالت مذاب به پیش پلیمر حاوی نانو ذرات اضافه گردید و به مدت 2 دقیقه بهمزده شد. نانو کامپوزیت های مذاب حاصل در قالب های فلزی به اشکال ورقه، قرص ریخته گری شد و همچنین برسطح ورق فولاد کربنی پوشش داده شد. تمامی نمونه ها در دماهای 90?c ،120، 130پخت گردید. نتایج حاصل از آزمون طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه انعکاسی (atr) و اندازه گیری نسبت تورم در حلال، نشان دهنده واکنش گروه های ایزوسیانات انتهایی پیش پلیمر با گروه های هیدروکسیل موجود در نانو ذرات کلویزیت b30 و همچنین کاهش دانسیته اتصالات عرضی نمونه ها با افزودن نانو ذرات به بستر پلی یورتان می باشد. ارزیابی پراش اشعه ایکس(xrd) نمونه های پلی یورتان الاستومر حاوی نانو ذرات نشانگر نفوذ کامل زنجیرهای پلیمری برای نمونه-های حاوی 1 و3 درصد وزنی از نانو ذرات و نیز جدایی کامل لایه ها و ساختار شبیه ورقه ای (exfloiated) نمونه حاوی 5/0 درصد نانو ذرات می باشد. با افزودن 5/0 درصد از نانو ذرات به بستر پلیمر استحکام نهایی 2 برابر نمونه فاقد نانو ذرات وچسبندگی نمونه پوشش داده شده 3/2 برابر نمونه شاهد گردید.سایش نمونه حاوی 5/0 درصد مونت موریلونیت 16% در مقایسه با نمونه شاهد افت نشان داد. نتایج حاصل از ارزیابی گرمایی سنجی (tga) بیانگر افزایش ?c47 و 40 دمای شروع تخریب به ترتیب با افزودن 1 و 3 درصد وزنی نانو ذرات مونت موریلونیت به بستر پلی یورتان خالص گردید. واژه های کلیدی: پلی یورتان الاستومر، نانو کامپوزیت، مونت موریلونیت اصلاح شده، پوشش دهی، خواص مکانیکی، مقاومت سایشی، چسبندگی، پایداری گرمایی.

چکیده در این مطالعه آمیزه هایی از پلی پروپیلن تازه و بازیافتی بدنه های باتری های اسید سربی با نسبت های وزنی مختلف ?0،?0 ،?0 ،?0 و100درصد وزنی توسط اکسترودر تک مارپیچه تهیه شد. اندازه گیری شاخص جریان مذاب (mfi) و شاخص کربونیل برای بررسی میزان تخریب نمونه ها در طی فرآیند اکستروژن مورد مطالعه قرار گرفت، همچنین زمان القاء اکسیداسیونی (oit) نمونه ها هم مورد بررسی قرار گرفت. از ارزیابی xrf برای شناسایی ناخالصی های فلزی موجود در پلی پروپیلن بازیافتی استفاده شد. به منظور پایدار سازی آمیزه ها در طی فرآیند اکستروژن و کاهش میزان تخریب پلیمر، از یک پایدارکننده گرمایی فنولی و یک پایدارکننده گرمایی فسفیتی به همراه غیرفعال کننده های فلزی استفاده گردید، همچنین تأثیر غیرفعال کننده های فلزی مختلف هم با این پایدارکننده های گرمایی مورد بررسی قرار گرفت. از روش طراحی آزمایشات برای تعیین ترکیب بهینه پایدارکننده ها در آمیزه 60 به 40 از پلی پروپیلن بازیافتی و تازه استفاده شد، همچنین تأثیر شرایط فرآیندی از قبیل دور مارپیچ و چیدمان دمایی اکسترودر هم بر این آمیزه مورد مطالعه قرارگرفت. نتایج آزمون mfi و اندازه گیری شاخص کربونیل نشان داد در حالت پایدارنشده افزودن پلی پروپیلن تازه به پلی پروپیلن بازیافتی بهبودی را در کاهش میزان تخریب پلیمر در طی فرآیند اکستروژن نشان نمی دهد و حتی افزودن مقدار کمی پلی پروپیلن بازیافتی بر پلی پروپیلن تازه تأثیر فاسدکننده ای را دارد. همچنین ترکیب استئارات کلسیم با پایدارکننده های گرمایی تأثیر بیشتری را در کاهش میزان تخریب پلیمر در طی فرآیند اکستروژن دارد. غیرفعال کننده فلزی تجاری و استئارات روی به همراه ضداکسنده های گرمایی بهبودی را در کاهش میزان تخریب پلیمر در طی فرآیند اکستروژن نشان ندادند. همچنین نتایج نشان داد با افزایش دور مارپیج، کاهش اندکی در دمای مذاب نمونه پایدارشده با ترکیب بهینه پایدارکننده ها مشاهده می شود، همچنین با افزایش دور مارپیچ و افزایش چیدمان دمایی اکسترودر میزان تخریب پلیمر در طی فرآیند اکستروژن افزایش می یابد. دور مارپیچrpm 100 و دمای فرآیندی زیر ?200 شرایط فرآیندی مطلوب برای آمیزه 60 به 40 از پلی پروپیلن بازیافتی و تازه حاوی ترکیبات بهینه پایدارکننده ها می باشد. نتایج مربوط به اندازه گیری شاخص کربونیل نشان داد پایدارسازی نمونه ها، میزان تشکیل گروه های کربونیل را کاهش می دهند. نتایج طراحی آزمایشها نشان داد که عامل پایدارکننده گرمایی فنولی بیشترین تأثیر را در کاهش میزان تخریب پلیمر در طی فرآیند اکستروژن دارد. نتایج بدست آمده از استحکام ضربه نشان داد استحکام ضربه نمونه شامل ترکیب درصد60 به 40 از پلی پروپیلن بازیافتی و تازه حاوی ترکیبات بهینه پایدارکننده بسیار نزدیک به استحکام ضربه پلی پروپیلن %100 تازه می باشد، در حالیکه استحکام ضربه همین نمونه در غیاب ترکیبات پایدارکننده مشابه با استحکام ضربه پلی پروپیلن %100 بازیافتی می باشد. همچنین نتایج بدست آمده از آزمون کشش نشان داد نمونه پایدار شده با ترکیب بهینه پایدارکننده ها در مقایسه با نمونه های پایدارنشده، رفتار چقرمه تر و تنش تسلیم بالاتر وکرنش در شکست بالاتری را دارد. بنابراین با توجه به نتایج بدست آمده می توان گفت آمیزه تهیه شده با نسبت 60 به 40 از پلی پروپیلن بازیافتی و تازه به همراه ترکیب بهینه پایدارکننده ها خواص مکانیکی مشابه با پلی پروپیلن تازه از خود نشان می دهد بطوریکه امکان استفاده از آن به جای مواد تازه در ساخت بدنه باتری های اسید سربی و مصارف صنعتی فراهم می گردد.

این پژوهش شامل تهیه و مشخصه یابی غشا پلی یورتان، غشاهای آلیاژی پلی یورتان/پلی(وینیل الکل) و همچنین غشاهای نانو کامپوزیت پلی یورتان/ پلی(وینیل الکل)/سیلیکا به منظور بررسی خواص جداسازی گاز می باشد. پلی یورتان توسط روش پلیمریزاسیون دو مرحله-ای از مواد اولیه ایزوفورن دی ایزوسیانات (ipdi)، پلی تترامتیلن گلایکول (ptmg) با وزن مولکولی 2000 گرم بر مول و 4،1-بوتان دی آمین (bda) در نسبت مولی از دی ایزوسیانات:زنجیرگسترنده:پلی ال، 1:2:3 به منظور بدست آوردن ساختار مولکولی مورد نظر تهیه شد. یک گروه از پلی(وینیل الکل) با وزن مولکولی 15، 30، 60، 145 و 200 کیلودالتون به منظور تهیه غشاهای آلیاژی پلی یورتان/پلی(وینیل الکل) انتخاب شدند. اثر وزن مولکولی پلی(وینیل الکل)، ترکیب درصد آلیاژ و درصد وزنی نانو ذرات سیلیکا بر خواص تراوایی گازهای نیتروژن، اکسیژن، متان و دی اکسیدکربن مورد بررسی قرار گرفت. همه غشاها توسط روش جدایش فازی گرمایی تهیه شدند. در مرحله اول به منظور بررسی اثر وزن مولکولی پلی(وینیل الکل) بر خواص جداسازی گاز غشاهای آلیاژی پلی-یورتان/پلی(وینیل الکل)، تمامی آلیاژهای پلیمری در ترکیب درصد پلی یورتان:پلی(وینیل الکل)، 10:90 تهیه شدند. خواص فیزیکی و شیمیایی غشاهای آلیاژی تهیه شده توسط آزمون های ft-ir، xrd و sem مورد بررسی قرار گرفت. نتایج طیف سنجی ft-ir غشاهای آلیاژی تهیه شده نشان می دهد که با ورود پلی(وینیل الکل) به بستر پلی یورتان، جدایش فازی موجود بین قطعه سخت و نرم کاهش می یابدکه ناشی از ایجاد پیوند هیدروژنی بین گروه oh پلی(وینیل الکل) و گروه n-h موجود درقطعه سخت پلی یورتان می-باشد. نتایج بدست آمده از آزمون پراش پرتو ایکس نشان می دهد که میزان بلورینگی آلیاژهای تهیه شده با افزایش وزن مولکولی پلی(وینیل الکل) کاهش می یابد. تصاویر sem تهیه شده نشان می دهد که آلیاژهای پلی یورتان/پلی(وینیل الکل)، آلیاژهای امتزاج ناپذیر سازگار بوده که با افزایش وزن مولکولی پلی(وینیل الکل) سازگاری آن ها افزایش می یابد. نتایج آزمون عبور گازها از غشاهای تهیه شده نشان می دهد که با افزایش وزن مولکولی پلی(وینیل الکل) در آلیاژهای تهیه شده، تراوایی همه گازها کاهش و گزینش-پذیری افزایش می یابد. در ادامه، پلی(وینیل الکل) با وزن مولکولی 200 کیلو دالتون به منظور بررسی اثر ترکیب درصد آلیاژ بر خواص جداسازی گاز انتخاب و غشاهای آلیاژی هدف در ترکیب درصدهای متفاوت تهیه شد و مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمون ft-ir نشان می دهد که با افزایش مقدار پلی(وینیل الکل) در غشاهای تهیه شده، جدایش فازی بین قطعه سخت و نرم پلی یورتان کاهش می یابد. تصاویر sem نمونه های تهیه شده نشان می دهد که با افزایش مقدار پلی(وینیل الکل) همگنی نمونه ها و همچنین مشخصه شکست ترد در نمونه ها افزایش می یابد. نتایج عبور گازها نشان می دهد که با افزایش مقدار پلی(وینیل الکل) در غشاهای آلیاژی، تراوایی گازها کاهش و گزینش پذیری افزایش می یابد. پس از انتخاب غشا آلیاژی مناسب، به منظور بررسی اثر نانوذرات سیلیکا بر خواص تراوایی غشاهای آلیاژی، نانوذرات سیلیکا به روش سل- ژل ساخته شد و غشاهای نانوکامپوزیتی پلی یورتان/پلی(وینیل الکل)/سیلیکا بر پایه غشاهای آلیاژی حاوی نسبت های 90 : 10و 60 : 40 از پلی یورتان:پلی(وینیل الکل) تهیه شد و مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمون های ft-ir و sem بیانگر توزیع مناسب نانو ذرات در بستر آلیاژها بود. نتایج آزمون xrd نشان داد که با افزایش مقدار نانو ذرات در غشاهای نانوکامپوزیتی از میزان بلورینگی نمونه ها کاسته می شود. افزایش نانو ذرات (از 5/2 تا 20 درصد وزنی) در غشاهای آلیاژی منجر به کاهش تراوایی گازها و افزایش گزینش پذیری از مقدار6/32 مربوط به غشای آلیاژی خالص بر پایه pu/pva200-10 به مقدار 45 مربوط به غشای نانوکامپوزیتی حاوی 20 درصد وزنی نانو ذرات سیلیکا شد.

پیوند لاستیک به فلز در تولید بسیاری از قطعات لاستیکی ضروری است و آشنایی و اطلاع کافی نسبت به عوامل موثر بر استحکام این پیوند منجر به تولید مواد مرکب لاستیک - فلز با کارایی مناسب می گردد. امروزه بیشترین کاربرد مواد مرکب لاستیک - فلز در ساختمان و بناها، صنایع خودرو سازی و تایر می باشد. از آنجا که لاستیک و فلز از لحاظ ساختار شیمیایی و خواص مکانیکی دو ماده متفاوت هستند ، برای استفاده از خواص مطلوب لاستیک در کنار فلز ناچار به استفاده از عامل پیوند می باشد. تشکیل پیوند بین لاستیک های طبیعی و استایرن بوتادی ان با سطح فولاد و به حداکثر رساندن استحکام پیوند برقرار شده بسیار ضروری است. ایجاد شرایط لازم برای تشکیل قوی ترین پیوند بین لاستیک طبیعی و لاستیک استایرن بوتادی ان با سطح فولاد هدف اصلی در انجام این پژوهش می باشد. در این پژوهش ابتدا با مطالعات میدانی فرمولاسیون مناسبی جهت برقراری این پیوند انتخاب گردید و به وسیله دستگاه بنبوری اختلاط صورت پذیرفته و آمیزه های لازم تهیه گردید. هم زمان صفحات فلزی جهت پیوند به لاستیک آماده سازی شیمیایی و مکانیکی گردیدند و در ادامه به وسیله دستگاه پرس، عملیات پخت لاستیک بر روی فلز انجام شد. برای ایجاد پیوند لاستیک به فلز لازم است که یا عوامل پیوند در آمیزه قرار داده شود و یا اینکه از یک آستر بر روی سطح فلز، پیش از پیوند به لاستیک استفاده شود. در این پژوهش از استئارات روی ، نیکل نفتنات و رزین فنولی رزول جهت افزایش چسبندگی در آمیزه اولیه استفاده شده است و به کمک آنها شش آمیزه مختلف تهیه گردیده است. همچنین با استفاده از آمیزه اولیه و چسب های مختلف تأثیر تغییر چسب بر استحکام چسبندگی بررسی شده است. نمونه های لازم جهت انجام آزمون استحکام استریپینگ و آزمون استحکام چسبندگی فراهم شد. سایر آزمون های لازم مانند مقاومت در برابر رطوبت، گرما، اثر ضخامت چسب، اثر آماده سازی سطح، اثر دمای پخت و ارزیابی به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام گرفت. با انجام این آزمون ها و ارزیابی نتایج آن مشخص گردید که رزین فنولی رزول به همراه نیکل نفتنات توانستند استحکام چسبندگی لاستیک – فلز را حدود 20 درصد و استحکام استریپینگ را به میزان 24 درصد نسبت به نمونه مرجع که به ترتیب استحکام چسبندگی 2.608 mpa و استحکام استریپینگ 14.74 n/mm را نشان داده بود، افزایش دهند و همچنین ازدیاد طول تا پارگی لاستیک که برای نمونه مرجع 594.5 درصد بود را 55 درصد بهبود بخشیدند. استئارات روی نیز توانست در آمیزه به عنوان یک عامل محافظت کننده در برابر رطوبت عمل نماید و استحکام استریپینگ را به مقدار 40 درصد نسبت به نمونه مرجع در برابر رطوبت افزایش دهد. نتایج آزمون های گرمایی مشخص نمود که نیکل نفتنات توانسته است مقاومت چسبندگی را پس از اعمال شرایط گرمایی تا حد زیادی حفظ نماید تا جایی که تنها 3 درصد کاهش استحکام چسبندگی در این نمونه ها دیده شد ، در حالی که این مقدار برای نمونه مرجع حدود 12 درصد کاهش را نشان داد. همچنین نتایج آزمون اثر ضخامت و اثر دمای پخت لاستیک نشان داد که ضخامت بهینه چسب که بیشترین استحکام چسبندگی را ایجاد کرده است، mµ 60 و بهترین دمای پخت برای دست یافتن به بیشترین استحکام چسبندگی لاستیک - فلز ، c°160 بوده است. مقایسه چسب های مختلف نشان داد که چسب های کموزیل 211/222 استحکام چسبندگی و استریپینگ بهتری را بین فلز و لاستیک ایجاد می نمایند. مشاهدات نشان داد که شکست درون لاستیک روی داده است و تحلیل میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح شکست مشخص کرد که علت شکست و پارگی لاستیک می تواند به دلیل وجود حفره های زیاد درون لاستیک باشد که با افزودن نیکل نفتنات و رزین فنولی رزول این حفره ها کاهش یافته و استحکام استریپینگ افزایش نشان داد.

در این پژوهش اثر مقادیر مختلف نانو و میکرو ذرات سیلیکا(phr20-0) بر خواص مکانیکی و گرمایی لاستیک پلی اتیلن کلروسولفونه شده مورد بررسی قرار گرفت. آمیزه های لاستیکی با استفاده از آسیاب دو غلتکی به مدت20 دقیقه تهیه شدند. پخت آمیزه های لاستیکی در دمای ?155 در پرس هیدرولیک آزمایشگاهی انجام شد. استحکام کششی، تغییر طول در نقطه شکست، مدول، مانایی فشاری، سختی و مقاومت سایشی اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که ویژگی های پخت ( گشتاور اختلاط و سرعت پخت) نمونه های پر شده با نانو ذرات سیلیکا از مقادیر بالاتری در مقایسه با نمونه های پر شده با میکرو ذرات سیلیکا برخوردار است و همچنین نمونه های حاوی phr5 میکرو ذرات سیلیکا و phr15 نانو ذرات سیلیکا در میان همه نمونه های پرشده دارای مقادیر بالاتری از ویژگی های پخت می باشند. زمان پخت 90% در نمونه پرشده با نانوذرات سیلیکا، از مقادیر کمتری در مقایسه با نمونه های پر شده با میکروذرات سیلیکا برخوردار است. نتایج حاصل از آزمون کشش سنجی نشان داد که دو نمونه حاوی phr5 میکرو ذرات سیلیکا و phr15 نانو ذرات سیلیکا، دارای استحکام نهایی کششی به ترتیب 1/8% و 2/43% بالاتر از نمونه فاقد ذرات پرکننده بود. سختی و مدول همواره با افزایش غلظت هر دو پرکننده افزایش می یابد و دارای مقادیر بالاتری در نمونه پرشده با نانو ذرات سیلیکا می باشد. نتایج حاصل از آزمون تورم نشان داد که با افزایش غلظت هر دو پرکننده، میزان تورم با گذشت زمان کاهش می یابد، از طرفی افزایش چگالی اتصالات عرضی را به همراه داشت که در نمونه های پرشده با نانو ذرات سیلیکا از شدت بالاتری در مقایسه با نمونه های پر شده با میکرو ذرات سیلیکا برخوردار می باشد. تصاویر sem نیز حضور کلوخه ها و حفره های کمتری را در دو نمونه حاوی phr5 از میکرو ذرات سیلیکا و phr15 از نانو ذرات سیلیکا در بستر رابری در مقایسه با دیگر نمونه ها نشان می دهد. در ادامه با ثابت گرفتن مقدار phr5 از میکرو ذرات سیلیکا، اثر سه غلظت مختلف (phr15،10،5) از نانو ذرات سیلیکا بر خواص ذکر شده نمونه های ترکیبی بررسی شده است. استحکام نهایی کششی نمونه ترکیبی حاوی phr5 نانو ذرات سیلیکا، حدود4/27% نسبت به نمونه فاقد ذرات پرکننده افزایش داشت. خواص بدست آمده از این نمونه ترکیبی بسیار مشابه با خواص حاصل از نمونه حاوی phr10 نانو ذرات سیلیکا می باشد بنابراین استفاده از نمونه ترکیبی بسیار مقرون به صرفه تر به نظر می رسد. در مرحله بعد از این تحقیق با دستیابی به نمونه دارای بهترین خواص( نمونه حاوی phr15 نانو ذرات سیلیکا)، اثر 50% و 100% اصلاح سطح نانو ذرات بر خواص مکانیکی این نمونه بررسی شد و افت خواص را نشان داد. نتایج حاصل از ارزیابی گرماسنجی- وزنی (tga) نشان می دهد که در سه نمونه حاوی phr15 نانو ذرات سیلیکا، phr5 میکرو ذرات سیلیکا و همچنین نمونه ترکیبی حاوی phr5 نانو ذرات سیلیکا، دمای 5% اتلاف وزن به ترتیب ?c 52/2، 9/3 و 1/5، همچنین دمای 30% اتلاف وزن نیز به ترتیب?c 4/50، 8/15 و 2/27 افزایش می یابد. در نهایت نمونه حاوی phr15 نانو ذرات سیلیکا به عنوان نمونه دارای بهترین خواص حرارتی و کششی معرفی شد و بر روی غلتک پوشش داده شد.

در این پژوهش چسب های ساختاری دو قسمتی بر پایه متاکریلیک حاوی مقادیر مختلفی از یکی از مواد خام رابری شامل: پلی (کلرو پرن)، پلی(اکریلونیتریل بوتادی ان)، پلی(اتیلن کلرو سولفونیت) و کائوچوی طبیعی، تهیه گردید. چسب های ساختاری متاکریلیک از دو قسمت پایه و شتاب دهنده تشکیل شده است که با مخلوط شدن دو قسمت، پخت چسب توسط پلیمریزاسیون زنجیره-ی انجام می شود. قسمت پایه شامل مونومر متیل متاکریلیک(50درصدوزنی)، متاکریلیک اسید(18درصدوزنی)، کیومن هیدروپراکساید (5/0درصد وزنی)، اتیلن گلیکول دی متاکریلیک(5/1درصدوزنی) ، کائوچو(30 درصد وزنی) و قسمت شتاب دهنده شامل ان و ان دی متیل آنیلین(60درصد وزنی) ، بوتیرال آنیلین(39 درصد وزنی) و نمک مس ساخارین(1 درصد وزنی) می باشد. پراکندگی ذرات کائوچو در ساختار چسب به وسیله آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد ارزیابی قرار گرفت. تصاویر حاصل از sem پراکندگی ذرات کائوچو در زمینه پلیمر و جدایی فازی بین ذرات کائوچو و پلیمر را به خوبی نشان داده است. این تصاویر نشان داد که ذرات کائوچو پلی (کلروپرن) در زمینه پلیمر کروی شکل و اندازه ذرات آن در ساختار زمینه پلیمر 7/0 تا 5/4 میکرومتر می باشد. روند پخت چسب با زمان توسط آزمون گرماسنج روبشی تفاضلی (dsc) بررسی گردید و نتایج نشان داد که چسب حاوی پلی (کلرپرن)در کمتر از 2 دقیقه با سرعت بیش از 65 درصد شبکه ای گردید و سپس با گذشت زمان و با سرعت کمی شبکه ای شدن ادامه یافته است و در زمان 90 دقیقه به مقدار ثابتی در حدود 88 درصد رسیده است. در این پژوهش آماده سازی سطح آلومینیوم به وسیله روش مکانیکی و شیمیایی انجام شد. با استفاده از بهترین روش آماده سازی سطح (p2 etch) و طبق استاندارد astm d1002، چسب حاوی کائوچوی پلی (کلروپرن) افزایش 80 درصدی استحکام برشی را نسبت به اتصالات بدون آماده سازی سطح نشان داده است. سطوح آلومینیوم اتصال یافته به وسیله چسب هایی که تنها نوع کائوچوی بکار رفته در آن ها متفاوت است، به وسیله آزمون لب به لب برشی و آزمون کندن (پیلینگ) مورد بررسی قرار گرفتند. از نتایج بدست آمده استحکام لب به لب برشی و کندگی (پیلینگ) برای چسب ساخته شده حاوی کائوچو پلی (کلرو پرن) به ترتیب 13/18 مگا پاسکال و 92/6 نیوتن بر میلی متر گردید، که بالاترین خواص را در بین نمونه ها داشته است. استحکام برشی لب به لب و کندگی (پیلینگ) برای نمونه شاهد (چسب ویکون) به ترتیب 9/14مگا پاسکال و 97/5 نیوتن بر میلی متر گردید. به منظور بررسی اثر عوامل محیطی مانند رطوبت و دما بر روی استحکام اتصال چسب حاوی کائوچوی پلی (کلروپرن)- آلومینیوم در سه محیط مختلف شامل آب دی یونیزاسیون، آب حاوی 3 درصد وزنی نمک و محیط دارای 30 درصد رطوبت، در دو دمای 25 و 50 درجه سانتی گراد قرار داده شد. میزان استحکام اتصالات بعد از 240 ، 480 و 720 ساعت پس از قرار گرفتن در محیط های مشخص، به وسیله آزمون لب به لب برشی مورد ارزیابی قرار گرفت. استحکام برشی اتصالاتی که در معرض آب یون زدایی شده و آب نمک نسبت به اتصالاتی که در محیط قرار داشتند، در دمای 25 درجه سانتی گراد و با گذشت 240 ساعت ، کاهش 20 و 55 درصدی را نشان داده اند. همچنین در دمای 50 درجه سانتی گراد محیط آب بدون یون و زمان 240 ساعت، افت 10 درصدی و با افزایش زمان تا720 ساعت باعث افت 30 درصد در میزان استحکام برشی اتصالات چسبی مشاهده گردید.

در این پژوهش کوپلیمرپیوندی پلی استایرن- نشاسته با استفاده از یک شروع کننده حرارتی (بنزوئیل پرکسید) و دستگاه مخلوط کن داخلی به عنوان راکتور در دماهای مختلف (?c 130-110) تهیه گردید. جهت دستیابی به این محصول در ابتدا یک پیش مخلوط طبق شرایط از پیش معین شده با استفاده از مطالعات از نشاسته، مونومر استایرن و شروع کننده حرارتی تهیه شد، سپس این آمیزه به درون دستگاه مخلوط کن داخلی هدایت گردید. جهت دستیابی به بیشترین میزان پلی استایرن پیوند زده شده، عوامل فرآیندی تأثیر گذار بر روی واکنش، نظیر درصد وزنی نشاسته/مونومر استایرن، میزان شروع کننده، زمان واکنش، دور همزن و دمای واکنش مورد بررسی قرار گرفتند. در ادامه جهت بررسی میزان درصد پیوندزنی حاصل شده از آنالیز استخراج با استفاده از دستگاه سوکسوله و حلال تولوئن بخش هموپلیمر سنتز شده در ابتدا جداسازی شده و سپس با استفاده از وزن کردن نمونه ها درصد هموپلیمر مورد محاسبه قرار گرفت. با استفاده از این آنالیز مشاهده شده که بهترین نمونه حاوی 42/40% هموپلیمر می باشد. در ادامه جهت دستیابی به مقدار درصد پیوندزنی، از اسید استیک و پرکلریک اسید جهت جداسازی بخش پیوند زده شده از نشاسته استفاده شد. با استفاده از این روش مشاهده شده که بیشترین درصد پلیمر پیوندزده شده برابر با 60/9% می باشد. از آزمون طیف سنجی انتقال فوریه زیر قرمز (ftir) نیز جهت بررسی پیوندهای ایجاد شده در نمونه بدست آمده قبل و بعد از استخراج سوکسوله استفاده شد. این آزمون به خوبی وجود پلی استایرن پیوند زده شده بر روی ساختار ذرات نشاسته در طول موج های cm-1 700 و 765، 1460، 1553، 3058 برای c-h موجود در حلقه آروماتیک و پیک های موجود در بازه cm-1 1700-2000 برای c=c موجود در حلقه آروماتیک بعد از استخراج سوکسوله را تصدیق می نماید. آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) جهت بررسی فرآیند پیوندزنی مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی بدست آمده از محصول قبل از استخراج سوکسوله، مشاهده شد که پلی استایرن سنتز شده به خوبی سطح ذرات نشاسته را پوشانده است و نتایج بدست آمده از محصول بعد از استخراج نشان دهنده قسمت های پیوندزده شده باقی مانده بر روی سطح ذرات نشاسته می باشد. از آزمون حرارتی tga نیز برای بررسی پایداری حرارتی محصول بدست آمده قبل و بعد از استخراج سوکسوله استفاده شد. مشاهده شد که محصول بدست آمده قبل از استخراج سوکسوله تخریت حرارتی دو مرحله ای را از خود به نمایش می گذارد. مرحله اول در بازه ی دمایی ?c 355-275 رخ داده که نشان دهنده تخریب بخش نشاسته می باشد و مرحله دوم در رنج دمایی ?c 465-355 رخ داده است که نشان دهنده تخریب بخش پلی استایرن می باشد. با توجه به این نتایج مشاهده می شود که حضور پلی استایرن باعث افزایش پایداری حرارتی محصول بدست آمده شده است. جهت بررسی جریان پذیری محصول بدست آمده از آزمون تعیین شاخص جریان مذاب استفاده گردید. با استفاده از این آزمون مشاهده شد که با افزایش درصد پیوندزنی تا 60/9% میزان جریان پذیری افزایش می یابد. نتایج بدست آمده حاکی از این می باشد که نمونه های حاصل قابلیت فرآیندپذیری داشته و دارای خصلت ترموپلاستیکی می باشند.

استفاده از الیاف سلولز به جای الیاف معدنی و مصنوعی در تولید کامپوزیت ها روز به روز در حال گسترش است. از رایج ترین منابع گیاهی الیاف سلولز می توان به پنبه، کنف، سیسال و کتان اشاره کرد. در واقع می توان گفت در دیواره ی سلولی تمامی گیاهان یک جزء قابل استخراج (سلولز) با قطر 5 الی 50 نانومتر و طول چند میکرون وجود دارد که از نظر تئوری دارای مدول 130 گیگا پاسکال و استحکام 7 گیگا پاسکال می باشد. از این رو امروزه ارائه ی روش های نوین جهت بدست آوردن نانوالیاف از ساختار گیاهان بسیار مورد توجه است. در این پژوهش بمنظور استخراج نانوالیاف سلولز از ساقه ی برنج از یک روش شیمیایی مکانیکی شامل: متورم سازی، هیدرولیز اسیدی، عمل آوری قلیایی رقیق، سفیدگری و نیروی مافوق صوت استفاده شده است. در مرحله ی خالص سازی شیمیایی تقریباً تمام مواد غیرسلولزی از ساختار الیاف حذف و یک خمیر سلولزی سفید از الیاف با ابعاد میکرو بدست آمد. در ادامه سوسپانسیونی از این میکروالیاف را تحت نیروی مافوق صوت قرار داده تا با شکسته شدن پیوندهای بین مولکولی هیدروژنی مقیاس ابعاد الیاف به نانو کاهش یابد. در طول این عملیات جهت رسیدن به بیشترین بلورینگی الیاف، شرایط هیدرولیز اسیدی توسط یک نرم افزار آماری مدل و بهینه گردید. ابعاد و مورفولوژی الیاف در مراحل مختلف عمل آوری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. همچنین نتایج بدست آمده از آنالیز ترکیب درصدهای شیمیایی نشان داد که درصد سلولز پس از عمل آوری قلیایی نسبت به مواد خام در حدود %71 افزایش یافته است. نتایج بدست آمده از آزمون تخریب گرمایی نیز نشان دادند دمای تخریب الیاف سفیدگری شده در حدود %19 نسبت به مواد اولیه افزایش داشته است. در مرحله ی بعد بمنظور تهیه ی نانوکامپوزیت نشاسته ی ترموپلاستیک و نانوالیاف سلولز، سوسپانسیونی رقیق از نانوالیاف که بصورت یکنواخت پراکنده شده، به ترکیبی از آب، گلیسرول و نشاسته اضافه شد و با افزایش دما بعد از 30 دقیقه یک محلول کلوییدی حاوی نشاسته ژلاتین شده، نانوالیاف سلولز، آب و گلیسرول بدست آمد. در ادامه بروش ریخته گری مذاب فیلم های نانوکامپوزیت شکل دهی و جهت رسیدن به ابعاد نهایی در دما و فشار مشخص قرار گرفتند. سپس خواص مکانیکی، دینامیکی – مکانیکی، جذب رطوبت و عبوردهی نور نانوکامپوزیت ها مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان می داد که مدول یانگ و استحکام کششی فیلم ها با افزایش درصد نانوالیاف تا 15 درصد وزنی به ترتیب %344 و %61 افزایش داشته است. آزمون دینامیکی – مکانیکی ثابت کرد دمای انتقال شیشه ای فیلم های نانوکامپوزیت با %15 وزنی نانوالیاف سلولز در حدود ?c50 نسبت به فیلم نشاسته ی خالص افزایش داشته است. همچنین آزمون جذب رطوبت نشان داد که پارامترهای جذب رطوبت فیلم ها با افزایش درصد نانوالیاف تا %10 وزنی افزایش قابل توجهی خواهد داشت. و در نهایت تست عبورپذیری نور با استفاده از دستگاه اسپکتروفوتومتری اثبات کرد با افزایش درصد نانوالیاف عبوردهی نور فیلمها کاهش قابل توجهی نشان میدهد.

پلیمریزاسیون امولسیونی به طور گسترده برای تولید دامنه ی وسیعی از لاتکس های پلیمری همچون رنگ ها، چسب ها و... مورد استفاده قرار می گیرند. لاتکس های اکریلیک- استایرن ساخته شده از مونومرهای اکریلیک و استایرن، مزایای زیادی دارند. برای مثال، منابع وسیعی از مواد خام، نسبت بالای عملکرد به قیمت و فرآیند سنتز ساده داشته و همچنین مقاومت خوبی به آب، مواد قلیایی و سایش نشان می دهند. بنابراین، لاتکس های اکریلیک-استایرن به طور وسیع در پوشش های ساختمانی، پوشش های سطح فلزات و موارد دیگر کاربرد دارند. هدف از انجام این تحقیق سنتز لاتکس های ( بوتیل اکریلات/ متیل متاکریلات/ استایرن ) و نانوکامپوزیت های آن ها با نانوذرات مونت موریلونیت، جهت کاربرد در صنایع رنگ پایه آبی می باشد. به همین دلیل، ویژگی های گرانروی، سرعت خشک شدن، چسبندگی، سختی مدادی و انعطاف پذیری لاتکس های بدست آمده مورد بررسی قرار گرفتند. در ابتدا با انتخاب یک فرمولاسیون مبنا جهت انجام امولسیون پلیمریزاسیون با درصد تبدیل بالا (98%) ، طی 8 آزمایش پارامترهای نرخ خوراک دهی، دما، غلظت آغازگر و غلظت امولسیفایرها تغییر داده شد و به ترتیب مقادیر gr/h68، °c85 ، wt%1 و mole01545/0 از این پارامترها برای ادامه ی آزمایشات انتتخاب گردید. در تمامی این آزمایشات نسبت وزنی 60 /20/20 برای مونومرهای بوتیل اکریلات / متیل متاکریلات / استایرن و نسبت وزنی 50/50 برای امولسیفایر آنیونی به غیر یونی ثابت در نظر گرفته شد. در ادامه طی 8 آزمایش و با ثابت در نظر گرفتن مقادیر و شرایط بدست آمده، نسبت امولسیفایر یونی ( سدیم لوریل سولفات ) به امولسیفایر غیر یونی ( نونیل فنول پلی اکسی اتیلن گلایکول ) در مجموع غلظت ثابت 01545/0 مول تغییر کرد و ویژگی های لاتکس مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ی لاتکس با نسبت 30 به 70 از امولسیفایر نونیل فنول پلی اکسی اتیلن گلایکول به سدیم لوریل سولفات با چسبندگیb5 ، سختی مدادی h1 ، انعطاف پذیری mm2 و مدت زمان min7 برای خشک شدن سطحی، بهترین نتایج را نشان داد و برای ساخت نانوکامپوزیت ها مورد استفاده قرار گرفت. سپس به منظور ارتقاء خواص مکانیکی لاتکس ها و همچنین بررسی تاثیر حضور نانوذرات مونت موریلونیت در غلظت های مختلف (کلویزیت-a15= 1% ، 2% ، 3% ، 4% ، 5% ) بر درصد تبدیل واکنش، گرانروی و سرعت خشک شدن فیلم لاتکس، سنتز در حضور نانوذرات انجام گرفت. سپس از لاتکس های حاوی کلویزیت-a15 طبق فرمولاسیون رنگ ساخته شده در شرکت ریف در اصفهان ( شناخته شده با نام اکریلیک-367 ) نمونه های رنگ تهیه گردید. نتایج بدست آمده افزایش 1 تا 3 واحدی در سختی نانوکامپوزیت ها نسبت به نمونه های بدون نانوذرات را نشان دادند. در نهایت از مقایسه ی نتایج، رنگ بر پایه ی لاتکس حاوی 3%وزنی کلویزیت-a15 با چسبندگی b5 ، سختی مدادی h4 و انعطاف پذیری mm2، جهت استفاده در صنایع رنگ پایه آبی مناسب تشخیص داده شد. در طیف ftir نانوکامپوزیت (بوتیل اکریلات / متیل متاکریلات / استایرن / کلویزیت-a15) ، انتقال پیک های مربوط به پیوند کربونیل از عدد موجی cm-11732 به عدد موجی cm-11728 و پیوند آلومینیوم - اکسیژن رس از عدد موجی cm-1466 به عدد موجی cm-1 461 نشان دهنده ی بر همکنش بین پلیمر و رس می باشد. همچنین نتایج مربوط به dsc، افزایش دمای انتقال شیشه ای لاتکس حاوی 3% وزنی کلویزیت-a15 از 5/7- درجه ی سانتیگراد به 19 درجه ی سانتیگراد را در مقایسه با نمونه ی شاهد نشان می دهد.

شناخت ارتباط بین ریزساختار و خواص در نانوکامپوزیت آلیاژها، در طراحی مواد جدید با خواص مطلوب از اهمیت بالایی برخوردار است. هدف از پژوهش حاضر، بررسی ارتباط بین ریزساختار، خواص مکانیکی و عبورپذیری آلیاژ ldpe/lldpe/pa با افزودن نانورس می باشد. در این پژوهش ابتدا اثر ترتیب افزودن سازگارکننده به آلیاژ بر ریزساختار و خواص مکانیکی مطالعه شد. سپس به بررسی اثر دو نوع نانورس قطبی cloisite 30b و غیرقطبی cloisite 15a و مقدار آن بر ریزساختار و خواص پرداخته شد. در نهایت نیز اثر تغییر شرایط دمایی بر ریزساختار، خواص مکانیکی و عبورپذیری نانوکامپوزیت آلیاژها مطالعه شده است. به طور کلی می توان گفت که سه عامل سازگارکننده، نانورس و جهت گیری در فرآیند کشش منجر به بهبود ریز ساختار شده است. با مشاهده ریزساختار و بررسی خواص مکانیکی نمونه های آلیاژی این نتیجه حاصل می شود که خواص مکانیکی در آلیاژها با ریزساختار قطره- ماتریس وابسته به اندازه ذرات فاز پراکنده و میزان چسبندگی بین دو فاز است. علاوه برآن، ترتیب افزودن سازگارکننده به آلیاژ نیز بر ریزساختار نهایی تاثیرگذار است. در روش اختلاط همزمان، امکان انجام واکنش سازگارسازی درجا و تشکیل کوپلیمر پیوندی در فصل مشترک افزایش یافته و اندازه ذرات فاز پراکنده ریزتر، توزیع آن یکنواخت تر شده و خواص مکانیکی مطلوب تری حاصل شده است. در مقایسه دو نوع نانورس استفاده شده،cloisite 30b نقش موثرتری در بهبود خواص کششی و عبورپذیری داشته است. در نمونه های نانوکامپوزیت آلیاژهای حاوی phr3 نانورس cloisite 30b، فاز پلی آمید به خوبی پراکنده شده به طوری که به صورت سلول های به هم چسبیده درآمده و پتانسیل تبدیل به ریزساختار هردوپیوسته را دارد. کاهش چیدمان دمایی در اکسترودر تهیه فیلم که منجر به افزایش نسبت ویسکوزیته اجزاء در حالت مذاب می شود، باعث بهبود ریزساختار و افزایش خواص مکانیکی (9/3% افزایش مدول، 83/12% افزایش استحکام کششی و 21/24% کاهش درصد ازدیاد طول) و کاهش میزان عبورپذیری به میزان 22/7% شده است. افزایش مقدار نانورس به میزان 4و5phr ، منجر به ایجاد ریزساختار هردوپیوسته شده و مدول کششی آن ها نسبت به نمونه آلیاژی بدون حضور نانورس به ترتیب به میزان 43/19% و 36/30% افزایش و میزان عبورپذیری به ترتیب به میزان 58/37% و 47/45% کاهش یافته است. مقایسه بین ریزساختار نمونه ها بعد از اختلاط و بعد از فرآیند شکل دهی نشان دهنده تاثیر فرآیند کشش بر بهبود ریزساختار در نمونه های نانوکامپوزیتی و پراکنش بهتر نانورس در اثر اعمال تنش در فرآیند کشش می باشد.

الکتروریسی متداول ترین، ارزان ترین و آسان ترین روش برای تولید نانوالیاف پلیمری ممتد و منفرد است. نانوالیاف رسانا دارای کاربردهای فراوانی در زمینه هایی همچون محافظ امواج الکترومغناطیس، ذخیره کننده های انرژی، حسگرها می باشند. پلی پیرول(ppy) یکی از پلیمرهای رسانا با خواص رسانایی الکتریکی بالا و فعالیت الکتروشیمیایی مطلوب است و جزء پلیمرهای سازگار با محیط زیست است. پلی پیرول دارای مساحت سطحی بالا. وزن پایه ی کم، خلل و فرج فراوان و قابلیت فرآیندپذیری کم است، لذا تلاش هایی در جهت بهبود فرآیند پذیری آن صورت گرفته است. در این تحقیق نانوالیاف هیبریدی پلی پیرول/ پلی اکریلونیتریل به روش پلیمری شدن درجای پیرول در بستر پلی اکریلونیتریل و الکتروریسی محلول حاصل تولید گردید. آمونیوم پرسولفات(aps) به عنوان اکسیدکننده و دودسیل بنزن سولفونیک اسید(dbsa) به عنوان دوپنت برای واکنش پلیمری شدن استفاده شد. تأثیر دما، زمان پلیمری شدن و غلظت مونومر پیرول بر مقاومت الکتریکی لایه های نانوالیاف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که که با افزایش دمای پلیمری شدن، مقاومت الکتریکی افزایش می یابد. افزایش زمان پلیمری شدن تا مدت زمان 8 ساعت منجر به کاهش مقاومت الکتریکی گردید ولی بیشتر از این مدت زمان، تغییر چندانی در مقاومت الکتریکی مشاهده نشد. افزایش غلظت مونومر تا 9% وزنی منجر به کاهش مقاومت الکتریکی گردید ولی افزایش بیشتر غلظت تأثیر بسزایی در مقاومت الکتریکی نداشت. نتایج حاصل از طیف سنجی مادون قرمز نشان داد که اتصال بین ppy با pan از نوع فیزیکی است و اتصال شیمیایی بین این دو پلیمر ایجاد نشده است. تصاویر fesem حاصل از نانوالیاف هیبریدی pan/ppy نشان داد که این الیاف کاملاً صاف و یکنواخت هستند. با افزایش غلظت مونومر، قطر نانوالیاف افزایش پیدا می کند. مطالعه پایداری حرارتی نانوالیاف هیبریدیpan/ppy نشان داد که با افزایش غلظت مونومر پیرول، پایداری حرارتی نانوالیاف افزایش می یابد. میزان رسانایی این نانوالیاف به کمک روش چهار نقطه ای مورد سنجش قرار گرفت که نشان دهنده افزایش میزان رسانایی نانوالیاف ازحالت عایق به نیمه رسانا می باشد. برای نانوالیاف هیبریدی pan/ppy است

هرگاه در ساخت کامپوزیت پلیمری رسانا از لاستیک به عنوان زمینه پلیمری استفاده شود کامپوزیت رسانای انعطاف پذیر به دست می آید. معمولا پرکننده های رسانایی که در لاستیک ها استفاده می شوند دوده های رسانا و ذرات فلزی است. لاستیک طبیعی به خاطر داشتن فرآیندپذیری خوب، قیمت ارزان، در دسترس بودن و دارا بودن خواص الاستیک بالاتر است و به همین دلایل کاربردهای فراوانی دارد. اما به خاطر بالابودن مقاومت الکتریکی آن ، به عنوان عایق شناخته می شود.این عایق بودن همیشه برای لاستیک طبیعی مزیت نیست و در بعضی از کاربردها نیاز به رسانایی در آن وجود دارد. در این پژوهش برای حصول به این رسانایی در لاستیک طبیعی برای اولین بار از نانوذرات مس به عنوان پرکننده رسانا استفاده شده است. به منظور بالابردن سازگاری ذرات مس با لاستیک طبیعی قبل از اضافه نمودن ذرات مس به کائوچوی طبیعی سطح آن با اسید استئاریک اصلاح گردید. طبق فرمولاسیون پایه از مواد افزودنی مختلف حاوی دوسیستم پخت گوگردی عادی و کارا و درصدهای مختلفی از نانوذرات آمیزه های لازم تهیه شدو از طریق قالبگیری تراکمی ولکانیزاسیون صورت گرفت و ورق های لاستیک با ضخامت 5/2 میلی متر تهیه گردید. مقاومت الکتریکی نمونه های تهیه شده توسط آزمون مقاومت الکتریکی به روش چهار الکترودی اندازه گیری شد. آستانه تراوایی و ریزساختار نمونه ها نیز با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد ارزیابی قرار گرفت. خواص مکانیکی ، دانسیته اتصالات عرضی و مقاومت ازونی نمونه ها به ترتیب با آزمون کشش سنجی، آزمون تورم و آزمون مقاومت ازونی اندازه گیری شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که با افزودن phr 5/0 از نانوذرات مس تغییری قابل توجهی در هدایت الکتریکی آن ایجاد نمی شود اما در phr 1 آستانه تراوایی رخ می دهد و هدایت الکتریکی به بالاترین مقدار می رسد.با افزودن مقدار phr 5/1 از نانوذرات مس به ماتریس nr هدایت الکتریکی افت پیدا نمود که با افزایش مقدار بیشتر نانوذرات این افت ادامه یافت( phr 2 ، phr3 و ...). تشکیل سولفید مس-1 (cu2s) در نمونه ها تشخیص داده شد که موجب افزایش مقاومت الکتریکی نمونه ها می گردد. از نمونه ها با ترکیب درصدهای مختلف تصاویر میکروسکوپی sem تهیه شد و مشخص شد که روش حلال-مذاب برای رسیدن به حداکثر توزیع و تفکیک نانوذرات مس، مطلوب تر است. نمونه های با ترکیب درصدهای مختلف از ذرات جهت آزمون کشش سنجی و سختی انتخاب و نمونه هایی که خواص الکتریکی شان مطلوب بود جهت انجام آزمون مقاومت ازونی انتخاب شدند. نتایج آزمون مقاومت ازونی نشان داد که حضور نانوذرات مس در لاستیک طبیعی نقش یک مانع را در برابر نفوذ و رشد ترک ناشی از تخریب ازونی ایفا می کند. از نمونه ی ازونیده شده آزمونatr-ir گرفته شد. نتایج نشان می دهد که در اثر واکنش بین ازون و پیوندهای غیراشباعی، گروه های کربونیل در ساختار ملکولی پدید می آید. از نمونه ی با هدایت الکتریکی بالا آزمون تعیین ضریب انتقال حرارت هدایتی نیز گرفته شد. نتایج این آزمون نشان می دهد که حضور ذرات مس باعث افزایش هدایت حرارتی کامپوزیت می شود.

در این پژوهش تاثیر اصلاح ماتریس اپوکسی با درصدهای مختلف نانو الیاف کربن شامل سه درصد وزنی 5/0، 1 و 5/1 بر خواص مکانیکی و چسبندگی بین سطحی الیاف پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا و رزین اپوکسی مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق سطح الیاف با مونومر گلیسیدیل متاکریلات به میزان 5 درصد وزنی اصلاح شد. سپس،آزمون طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه با بازتاب کلی تضعیف شده نیز به منظور تایید صحت فرآیند پیوندزنی انجام شد. در راستای اصلاح الیاف، اثر اصلاح شیمیایی سطح الیاف به ترتیب بر مورفولوژی، زبری و خواص مکانیکی الیاف توسط میکروسکوپ الکترون روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی و آزمون کشش مورد ارزیابی قرار گرفت. همزمان با اصلاح الیاف، رزین اپوکسی با نانو الیاف کربن اصلاح شد و میزان پراکنش نانو الیاف کربن در رزین توسط میکروسکوپ نوری بررسی شد. پس از آن، به منظور بررسی تغییرات چسبندگی بین سطحی و خیس شوندگی در اثر اصلاح الیاف و ماتریس، آزمون بیرون کشیدن لیف از قطره و محاسبه ی زاویه تماس بر روی نمونه های مختلف انجام گرفت. همچنین به منظور بررسی اثر فرآیند اصلاح الیاف و ماتریس بر خواص کامپوزیت ها و نانو کامپوزیت ها، نمونه های کامپوزیتی دو جزئی الیاف/اپوکسی و نانو کامپوزیت سه جزئی الیاف/اپوکسی/نانو الیاف کربن تهیه و آزمون های کشش و خمش بر روی آن ها انجام شد. در انتها سطوح شکست کششی کامپوزیت ها و نانو کامپوزیت ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که در اثر فرآیند پیوند زنی مونومر بر سطح الیاف، زبری سطح الیاف افزایش یافته و کاهش در میزان استحکام لیف مشاهده شد. در آزمون بیرون کشیدن لیف از قطره، بهبود در استحکام برشی بین سطحی ماتریس و لیف، در اثر اصلاح همزمان سطحی لیف با 5 درصد وزنی مونومر گلیسیدیل متاکریلات و اصلاح ماتریس با 5/0 درصد وزنی نانو الیاف کربن به میزان 319 درصد به عنوان حداکثر میزان در نظر گرفته شد. همچنین با مقایسه نتایج حاصل از این آزمون و آزمون زاویه تماس، اثر هم افزایی اصلاح الیاف و ماتریس بر بهبود چسبندگی اثبات شد و حداکثر میزان بهبود در استحکام برشی فصل مشترک و حداقل میزان در زاویه تماس برای نمونه هایی مشاهده شد که الیاف و ماتریس به صورت همزمان اصلاح شدند. نتایج آزمون مکانیکی نیز نشان داد که در نمونه هایی که اصلاح همزمان ماتریس و الیاف صورت گرفته، بهبود در خواص مکانیکی بیشترین مقدار بود. با مقایسه نتایج آزمون خواص مکانیکی، مشاهده شد که اصلاح لیف تاثیر بیشتری در خواص کششی و اصلاح ماتریس تاثیر بیشتری در خواص خمشی را از خود نشان دادند. با توجه به نتایج آزمون خواص مکانیکی، حداکثر بهبود مدول کششی و خمشی برای نانوکامپوزیت حاوی 5/1 درصد وزنی نانو الیاف کربن به ترتیب 9/27 و 6/40 درصد بود. از طرفی دیگر حداکثر بهبود به ترتیب 3/52 و 69 برای استحکام کششی و خمشی نمونه حاوی1درصد وزنی نانو الیاف کربن مشاهده شده است. ضمناً، با بررسی میکروسکوپی سطوح شکست نمونه ها در آزمون کشش، مشاهده شد که اصلاح همزمان ماتریس و الیاف باعث می شود که مکانیزم شکست نمونه سه جزئی به سمت شکست ترد و شکننده متمایل گردد.

پلیمریزاسیون تعلیقی بصورت نوبتی انجام می گیرد که مهمترین مشکل این روش ، ناپیوسته بودن ان و در نتیجه تولید پذیری پایین است. برای افزایش تولیدپذیری این محصول دو استراتژی مورد استفاده قرار می گیرد. نصب تجهیزات با کارایی بیشتر در خط تولید و بهینه نمودن فرایند و شرایط عملیاتی بعنوان راه حل اول پیشنهاد می شود. راهکار اول با بالا رفتن هزینه جاری همراه است و مبنای تمامی این روشها افزایش ظرفیت سرمایشی راکتور در شرایط همدما و یا انتخاب آغازگر بصورت کوکتایل و یا افزایش پیوسته آن در طول پلیمریزاسیون می باشد.چراکه افزایش ظرفیت حرارتی راکتور ، افزایش سرعت پلیمریزاسیون را در پی خواهد داشت و متعاقب آن کاهش زمان واکنش و در مجموع افزایش تولید را در سبب خواهد شد.لذا، علاوه بر روشهای مذکور بنظر می رسد که ایده دیگر، که هدف این تحقیق نیز می باشد، می تواند تغییرات دمایی در طول پلیمریزاسیون می باشد . چون ثوابت سرعت پلیمریزاسیون و سرعت تجزیه آغازگر به شدت به دما وابسته مبیباشند می توان با کنترل دمایی در زمانهای مختلف پلیمریزاسیون سرعت واکنش را در حداکثر مقدار خود قرار داد و در نتیجه در کمترین زمان ممکن واکنش را به اتمام رساند و به این ترتیب تولیدپذیری راکتور را افزایش داد. بنابراین هدف از این تحقیق بررسی امکان پذیری تغییرات دما در حین پلیمریزاسیون و یافتن پروفایل غیر همدمایی می باشدکه ضمن اینکه تولید پذیری راکتور را افزایش دهد ، کیفیت محصول را نیز در بهترین حالت ممکن و نزدیک به شرایط از پیش تعریف شده بدست آمده در شرایط همدما حفظ کند. حال سوال اینجاست که آیا این تغییرات دمایی بر خواص نهایی محصول اثر خواهد گذاشت و اگر این چنین است میزان این اثر چقدر خواهد شد؟ بهمین دلیل و با توجه به اینکه خواص مولکولی و میکروساختارهای زنجیر pvc و همچنین مورفولوژی آن به دما وابسته است اثر اعمال شرایط غیرهمدما بر خواص مذکور مورد مطالعه قرار گرفتند. چنانچه قبلاً اشاره شد، خواص مورفولوژیکی ذرات pvc معمولاً توسط ویژگیهایی نظیر اندازه متوسط ذرات، توزیع اندازه ذرات، تخلخل موجود در ذرات، دانسیته ظاهری پودر و شکل ذرات شناخته می شود. بطور کلی عوامل زیادی چه از نظر فرایندی و چه از نظر شیمیایی می توانند خواص پودر pvc را در فرایند پلیمریزاسیون تعلیقی تحت تاثیر قرار دهند. از جمله این عوامل می توان به سرعت همزن، شکل همزن، وجود بافل و محل قرار گیری آنها، گرانروی مخلوط، دما، غلظت و نوع عوامل معلق ساز، نوع و غلظت آغازگر و ... اشاره نمود.