فوم های میکروسلولار گروه جدیدی از مواد پلیمری هستند که به دلیل چگالی سلولی بالا و اندازه کوچک سلول هایشان در مقایسه با فوم های معمولی از خواص مکانیکی بسیار بالاتری برخوردار هستند. در این تحقیق فوم میکروسلولار نانو کامپوزیتی pp/epdm توسط فرایند نا پیوسته و با گاز نیتروژن فوق بحرانی به عنوان عامل فوم زای فیزیکی تولید شد. طراحی آزمایشات بر پایه روش box-behnken انجام پذیرفت و تاثیر فشار فوم شدن، زمان فوم شدن و غلضت نانو رس بر مورفولوژی نهایی فوم میکروسلولار توسط تحلیل رویه پاسخ مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور سه سطح متفاوت از زمان فوم شدن (0، 5 و 10 ثانیه)، فشار فوم شدن (80، 90 و 100 بار) و غلضت نانو رس(0، 2 و 4 درصد وزنی) انتخاب گردید . ازمدل ریاضی و نمودار های حاصل از مدل برای تحلیل پاسخ ها و بررسی تاثیر پارامتر های مختلف بر روی خواص فوم استفاده شد. نتایج نشان داد که چگالی فوم حاصل در محدوده 1010-109 (cells/cm3) می باشد و چگالی سلولی و میانگین اندازه سلول ها بسیار تحت تاثیر فشار فوم شدن و حضور نانورس قرار دارند به نحوی که با افزایش این دو چگالی سلولی افزایش و میانگین اندازه سلول ها کاهش می یابد. همچنین با افزایش زمان فوم شدن سلول های بزرگتری ایجاد می شوند. هسته گذاری فوم توسط تئوری هسته گذاری کلاسیک مورد بررسی قرار گرفت. حضور نانو ذرات موجب تغییر مکانیزم هسته گذاری از هموژن به هتروژن شده که این تغییر مکانیزم با کاهش انرژی آزاد هسته گذاری همراه است. برای تعیین میزان این کاهش انرژی، زاویه تماس پلیمر-گاز-هسته گذار (?)، با اندازه گیری انرژی های سطحی و بین سطحی پلیمر و نانو ذرات محاسبه گردید. نتایج نشان داد که با توجه به بالا بودن ? و کارایی پایین عامل هسته گذار نانو، همچنان نانو ذرات تاثیر چشم گیری بر فرایند هسته گذاری دارند و مکانیزم هسته گذاری به شدت متأثر از حضور نانو ذرات میباشد. از آنجایی که نانو ذرات نقش بسیار مهمی در فرایند هسته گذاری ایفا می کنند، نحوه توزیع و قرارگیری آنها در ماتریس پلیمری بسیار با اهمیت است. از اینرو توزیع نانو رس در آلیاژ pp/epdm و مکان قرار گیری نانو ذرات در آلیاژ مورد بررسی قرار گرفت. پیش بینی حاصل از معادله یانگ، بیانگر حضور نانو رس در فاز پلی پروپیلن بود که این نتیجه با آزمون ها dmta ، edax ، و afm مورد تایید قرار گرفت. نتایج tem هم نشان داد که بیشتر نانو رس در فاز pp پخش شده اند اگر چه مقدار بسیار اندکی از آنها در سطح مشترک و فاز epdm نیز حضور دارند.

دف از این تحقیق بررسی اثر پارامترهای تزریق و مقدار نانو، فوم پذیری، خواص فیزیکی و مکانیکی در فوم های نانوکامپوزیت بود. در این مطالعه فوم های نانوکامپوزیت بر پایه پلی اتیلن با چگالی کم (ldpe) و پلی اتیلن وینیل استات (eva) به روش قالب گیری در قالب گرم و با کمک عامل فوم زای شیمیایی تهیه شد. درصد eva در آمیزه 75 و درصد ldpe، phr 25 و مقادیر نانورس اضافه شده برابر 0، 3 وphr 6 بود. همچنین از آزودی کربن آمید به عنوان عامل فوم زای و دی کیومیل پراکساید به عنوان عامل ایجاد کننده اتصالات عرضی استفاده شد. در این مطالعه جهت آنالیز داده ها طراحی آزمایش به روش box-behnken با استفاده از سه متغیر در سه لایه انجام گرفت، متغیرهای مورد بررسی در این آزمایش عبارتند از مقادیر 0، 3 و phr 6 از نانورس، دمای قالب در مقادیر 160، 175 و °c190 و سرعت تزریق که 30، 60 و cm/sec90 انتخاب گردید. با کمک نرم افزار minitab 9 طراحی آزمایش و به روش فوق تعداد 15 نمونه برای بررسی پارامترها انتخاب و تهیه شد. به منظور مطالعه مورفولوژی نانو کامپوزیت ها ابتدا آزمون پراش اشعه ایکس در زوایای کوچک (saxs) جهت تعیین مورفولوژی نانورس ها انجام گرفت، سپس مورفولوژی سلول ها در فوم به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آزمون saxs نشان دهنده افزایش پراکنش ذرات نانو بعد از فرایند تزریق و فوم شدن نسبت به اختلاط اولیه می باشد. نتایج نشان داد که فوم شدن می تواند در باز شدن صفحات نانو رس از یکدیگر موثر باشد. با کمک آزمون sem تعداد سلول های فوم در نمونه ها مشاهده و اندازه گیری شد، نتایج نشان دهنده قرار گرفتن نمونه ها در رده فوم های میکروسلولار بوده و همچنین نمونه ها از یکنواختی بالایی در اندازه سلول ها برخوردار بودند. در مرحله بعد آزمون های فیزیکی و مکانیکی انجام گرفت و نتایج با کمک پاسخ رویه سطح که وابستگی هر کدام از پارامترهای اندازه گیری شده به سه متغیر نانو ذره، سرعت تزریق و دمای قالب مورد تحلیل قرار گرفت. چگالی قطعات اندازه گیری شد. نتایج حاصله بیان کننده این مطلب بود که با افزایش دمای قالب میزان چگالی فوم کاهش می یابد و همچنین آزمون تعیین درصد ژل شدن نشان داد که تاثیر سرعت تزریق و مقدار نانو ذره در این پارامتر بسیار کم است. آزمون های کشش بر روی نمونه ها انجام گرفت و نتایج با کمک پارامترهای تزریق و مقدار نانو رس تفسیر شد، وجود دو عامل متضاد اتصالات عرضی و فوم شوندگی باعث پدیدار شدن رفتارهای پیچیده ای در نمونه ها شد این دو عامل متضاد هر دو می توانند در یک جهت افزایش یا کاهش داشته باشند و باعث به وجود آمدن یک مقدار بیشینه در استحکام کششی و مدول ویژه فشاری نمونه ها گردیده است. آزمون های رئولوژیکی انجام گرفت و نتایج با مدل پالیرنی (palierne) بر روی فوم های نانوکامپوزیتی تطبیق داده شد و مدل پالیرنی تطابق خوبی را با نتایج تجربی حاصل از نمونه های حاوی فوم و فاقد آن نشان داد. در حالت های فوم شده نیز تطابق نسبتا خوبی بین مدل پالیرنی و آزمون های تجربی بدست آمد.

در این پژوهش آلیاژهای امتزاج ناپذیر پلی آمید 6 (pa6) و کوپلیمر اتیلن-1-بوتن مالئیکه (eb-g-mah) که یک پلی الفین الاستومر محسوب می شود به روش اختلاط مذاب تهیه شده و توزیع ذرات نانو رس اصلاح شده با مواد آلی در بین فازهای این آلیاژ بررسی شده است. سه نوع نانو رس مختلف با نام های تجاری cloisite 20a، cloisite 15a و cloisite 30b که دارای مولکول های آلی اصلاح کننده متفاوتی هستند و در نتیجه قطبیت متفاوتی دارند بدین منظور استفاده شدند. اثر ترکیب درصد آلیاژ و درصد نانو رس نیز مطالعه شده است. ترکیب درصد آلیاژ های pa6/eb-g-mah در سه سطح (w/w) 30/70، 20/80 و 10/90 و مقادیر مختلف نانو رس برابر با 0، 2 و phr 5 در نظر گرفته شد. هدف از این مطالعه پیش بینی توزیع و محل قرارگیری صفحات نانو رس با استفاده از ضریب خیس شوندگی و سپس تایید و تصدیق پیش بینی صورت گرفته به کمک آزمون های دیگر بوده است. بدین منظور ابتدا آزمون اندازه گیری زاویه تماس بر روی اجزای نمونه ها انجام شده و کشش سطحی آن ها اندازه گرفته شده است. با استفاده از مقادیر کشش سطحی، تنش های بین سطحی مطابق با فرمول های متوسط هندسی و متوسط هارمونیک تعیین شده و در محاسبه ضریب خیس شوندگی به کار رفته اند. مقادیر ضریب خیس شوندگی بیان کردند که تمام نانو رس های اصلاح شده مورد استفاده در فاز pa6 متمرکز خواهند شد. موفولوژی آلیاژ ها و نانوکامپوزیت ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و پراش اشعه ی ایکس با زاویه کوچک (saxs) بررسی شد. نتایج آزمون sem نشان داد که اندازه نواحی فاز پراکنده، وابسته به ترکیب درصد آلیاژ ها و مقدار نانو رس است. از آزمون saxs نیز نتیجه گرفته شد که پراکنش ذرات درون ماتریس متاثر از ترکیب درصد آلیاژ ها و نوع نانو رس بوده است. در ادامه به منظور تحقیق محل حضور نانو ذرات آزمون های آنالیز حرارتی دینامیکی-مکانیکی (dmta)، آنالیز وزن سنجی گرمایی (tga)، و رئولوژی انجام شدند. جابجا شدن پیک مربوط به دمای انتقال شیشه ای فاز pa6 و ثابت بودن آن برای فاز eb-g-mah گواه بر حضور ذرات نانو رس در فاز pa6 می باشد. نتایج آزمون tga نیز بیان کردند که نانو رس ها غالبا در فاز pa6 حضور دارند، هر چند که برای cloisite 20a و cloisite 15a حضور مقادیری از نانو رس در فاز eb-g-mah نیز تشخیص داده شد. میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) بر روی سه نمونه حاوی نانو رس های مختلف انجام شد و مورفولوژی نانوکامپوزیت ها در تطابق با نتایج به دست آمده از saxs بودند. از تصاویر tem محل حضور نانو ذرات رس نیز هم خوانی با نتایج پیش بینی شده توسط ضریب خیس شوندگی داشتند. البته برای نانو رس cloisite 20a و به مقدار کمتر برای cloisite 15a حضور لایه های اندکی در فاز eb-g-mah نیز تشخیص داده شد. مدول ذخیره و گرانروی مختلط نمونه ها که با آزمون رئولوژی تعیین شده اند در اثر افزایش نانو ذرات افزایش نشان می دهند که بیان کننده وجود برهم کنش قوی میان ذرات نانو رس و زنجیرهای پلیمر می باشد. از طرف دیگر، بررسی نمودارهای زمان آسایش وزنی نمونه ها آشکار می کند که بیشترین برهم کنش را cloisite 30b با زنجیرهای پلیمر برقرار می کند. بلورینگی و رفتار ذوب نمونه ها نیز به وسیله گرماسنجی روبشی تفاضلی (dsc) و پراش اشعه ایکس با زاویه بزرگ (waxs) تعیین شده است. تغییر شکل بلورها از ? به ? در اثر حضور فاز الاستومری و صفحات نانو رس و با تاثیر بیشتر نانو رس ها مشاهده شده است. هسته گذاری صفحات نانو رس و تسریع بلورینگی pa6 حاکی از حضور نانو ذرات در این فاز می-باشد.

آلیاژ پلی کربنات/ پلی بوتیلن ترفتالات نمونه ای از آلیاژهای دوتایی با محدوده وسیعی از کاربردها می باشد اما سختی پایین، استفاده از آن در بعضی کاربردها را محدود ساخته است که میتوان با افزودن ذرات نانو رس آنرا بهبود داد. در این تحقیق نانوکامپوزیت بر پایه pc/pbt و سه نوع نانورس cloisite 15a ، cloisite 20aو cloisite 30b توسط روش اختلاط مذاب تهیه شدند. هدف از این مطالعه بررسی رفتار مورفولوژیکی و رئولوژیکی نانو کامپوزیت تعیین مکان نانو رس در بین فازهای پلیمری است. به منظور دست یابی به این اهداف، ابتدا آزمون های پراش اشعه ی ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) برای بررسی مورفولوژی نانوکامپوزیت و نانو رس انجام شد. نتایج آزمون پراش اشعه ی ایکس نشان داد که cloisite 30b در شرایط فرایندی دچار تخریب حرارتی شده است در حالیکه دو نانو رس دیگر مورفولوژی میان افزوده از خود نشان داده اند. نانوکامپوزیت در ترکیب درصد 50/50 از pc/pbt در حضور cloisite 30b مورفولوژی بهم پیوسته از خود نشان داد و نتایج آزمون sem ریزتر شدن مورفولوژی نانوکامپوزیت در حضور نانو رس را نشان داد. از طرفی نانوکامپوزیت در حضور نانو رسهای cloisite 20a و cloisite 15a مورفولوژی یکپارچه از خود نشان داد. در گام دوم، آزمون پارامتر ترشوندگی جهت پیش بینی مکان نانو رس و آزمونهای حرارتی دینامیکی مکانیکی (dmta) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) جهت تعیین مکان نانو رس در بین فازهای پلیمری انجام شدند. آزمون پارامتر ترشوندگی پیش بینی کرد که هر سه نوع نانورس در فاز pbt قرار خواهند گرفت. حضور cloisite 30b موجب کاهش دمای انتقال شیشه ای فاز پلی کربنات در نانوکامپوزیت 50/50 از pc/pbt شد در حالیکه دمای انتقال شیشه ای فاز پلی بوتیلن ترفتالات تقریبا ثابت ماند.این رفتار نشانگر حضور این نانو رس در فاز پلی کربنات و کاهش آن نشانه تخریب حرارتی این نانورس و آزاد شدن کوچک مولکولها می باشد. دمای انتقال شیشه ای فاز pbt در حضور cloisite 20a و cloisite 15aافزایش یافت درحالیکه دمای انتقال شیشه ای فاز pc ثابت ماند که نشان دهنده حضور این نانو رسها در فاز pbt است. آزمون tem نشان از حضور cloisite 30b در فاز pc و cloisite 10a و cloisite 20a در فاز pbt داشت. در انتها آزمون رئولوژی جهت تائید مورفولوژی وکسب اطلاعات ازمشخصات ویسکوالاستیک مذاب پلیمری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که با افزایش درصد cloisite 20a مدول ذخیره و ویسکوزیته برشی مختلط نانوکامپوزیت افزایش می یابد در حالیکه حضور cloisite 30b موجب کاهش مدول ذخیره و ویسکوزیته برشی مختلط نانوکامپوزیت حتی نسبت به آلیاژ پرنشده می شود. cloisite 15a که بیشترین میزان پراکنش را نشان داده بود ، بیشترین مدول ذخیره و ویسکوزیته برشی را نسبت به دو نانو رس دیگر نشان داد. حضور نانورس در نانوکامپوزیت موجب افزایش زمان آسایش گردید به طوریکه در زمان اعمال شده برای آزمون تنها قسمتی از پیک مشاهده گردید.

هدف از انجام این پروژه بررسی خواص فیزیکی- مکانیکی و ریز ساختار آمیزه nr/sbr واولکانیده می باشد. در این مطالعه، آمیزه nr/sbr با استفاده از یک اکسترودر دو مارپیچه همسوگرد، واولکانیده شده و اثر پارامترهای فرایندی شامل دمای سیلندر(190-c°230)، میزان دی زایلن دی سولفاید به عنوان عامل واولکانش(0-wt%10) و آرایش های مختلف مارپیچ(زوایای دیسک های اجزاء آسیاب ساز 45، 60 و 90 درجه) بر روی فرایند واولکانش آمیزه nr/sbr، با استفاده از روش رویه پاسخ مورد بررسی قرار گرفت. میزان نیروی برشی حاصل از آرایش مارپیچ که به تبع بر میزان واولکانش تاثیر گذار است وابسته به زمان اقامت نمونه-ها در اکسترودر می باشد. زمان اقامت در آرایش های مختلف مارپیچ اندازه گیری و محاسبه گردید و بیشترین زمان اقامت مربوط به اجزاء آسیاب ساز با زاویه90 درجه بوده است که بیشترین میزان نیروی برشی را هم در این حالت خواهیم داشت. خواص نمونه های واولکانیده(میزان تورم، درصد واولکانش، کسر وزنی سل و گرانروی مونی) و خواص نمونه های مجدد پخت شده(ماکزیمم گشتاور پخت، استحکام کششی، درصد ازدیاد طول در نقطه شکست، سختی، درصد مانایی فشار، جهندگی، سایش و چگالی اتصالات عرضی) به عنوان پاسخها در نظر گرفته شده اند. با استفاده از تحلیل آماری نتایج آزمون، مدل های تجربی برای میزان کسر وزنی سل، سختی، استحکام کششی، جهندگی، سایش، ازدیاد طول در نقطه پارگی و مانایی فشار به دست آمد که در دور مارپیچ rpm30 از صحت خوبی برخوردار بودند. بیشترین تغییرات درصد واولکانش در دماهای پایین بوده است. سختی نمونه ها وابسته به چگالی اتصالات عرضی می باشد. با افزایش دما مانایی فشار و سایش روندی افزایشی و جهندگی روندکاهشی دارا می باشد. استحکام پارگی با افزایش دما، کاهش و با افزایش میزان برش با تغییر آرایش مارپیچ افزایش می یابد. نمونه های واولکانیده مجدد پخت شده در مقایسه با آمیزه اصلی خواص مطلوبی را از خود نشان دادند. در بررسی ریزساختار نمونه های واولکانش شده از آزمون های nmr و ftir استفاده شده است. ترکیب درصد ریز ساختار نمونه ها با بررسی طیف ها و نتایج بدست آمده از این آزمون ها تعیین شد. در این بخش مطالعاتی بر روی روند تغییرات ریز ساختار بوتادی ان بخش sbr به دلیل وجود باندهای وینیلی انجام شده است .تغییرات درصد مولی ایزومرهای سیس، ترانس و1و2 وینیل و تغییرات درصد وزنی استایرین، بوتادی ان، nr و sbr نمونه های واولکانش شده مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش میزان برش و زمان اقامت، شدت پیک های nmr و ftir مرتبط با باندهای دوگانه بوتادی ان کاهش می یابد. برش های بالا و دماهای پایین تر فرایند واولکانش باعث شکست بیشتر اتصالات عرضی، افزایش میزان کسر وزنی سل، کاهش گرانروی مونی، افزایش نسبت و در نمونه ها می شود. دمای بالا باعث تبدیل درصدی از ساختار ترانس به سیس می شود. نمونه های که دارای کمترین نسبت هستند دارای بالاترین شاخص تورم و درصد واولکانش، کمترین میزان چگالی اتصالات عرضی، درصد بالای باندهای وینیلی و بیشترین استحکام کششی را دارا هستند. نمونه های واولکانش شده که نسبت بالای برخوردارند در پخت مجدد، میزان درصد اتصالات عرضی بالاتری را نشان خواهند داد.

در این پروژه مدول نانوکامپوزیتهای پلیمری بر پایه پلی آمید و پلی الفین الاستومر با فرض عدم تجمع ذرات تقویت کننده، مدلسازی شده است. درمدل ارائه شده ساختارهای هندسی متفاوت نانو تقویت کننده ( لایه ای ، کروی و استوانه ای) ، ناحیه سطح مشترک و جهت گیری تصادفی نانو تقویت کننده ها به عنوان عوامل موثر در خواص نهایی نانو کامپوزیت مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از این مطالعه پیش بینی مدول نانوکامپوزیتها با فرض واقع شدن ذرات نانوتقویت کننده در یکی از فازهای پلیمری (بر مبنای ضریب خیس شوندگی) می باشد. بر این اساس مدل نهایی در سه مرحله مورد بررسی قرار گرفت مرحله اول با فرض عدم حضور ذرات نانو تقویت کننده در محیط تعریف شده که متعاقباً سیستم را به یک آلیاژ ساده دو جزئی پلیمری تبدیل می نماید. در این مرحله سیستم مخلوط پلیمری بر مبنای آستانه اتصال اجزاء، به دو بخش قطره- ماتریس وهم پیوسته تقسیم می گردد. پیش از رسیدن کسر حجمی فاز پراکنده به آستانه اتصال، سیستم فقط شامل مورفولوژی قطره ماتریس بوده که رفته رفته با بیشتر شدن کسر حجمی و بهم پیوستن قطرات فاز مذکور جزء پیوسته نیز در سیستم نمایان می شود. در نقطه وارونگی فازی جابه جایی فازهای بدلیل افزایش کسر حجمی فاز پراکنده اتفاق می افتد، و سیستم در این نقطه به صورت کاملاً پیوسته خواهد بود. پس از نقطه جابه جایی فازی، فاز پیوسته جای خود را به فاز پراکنده داده و بنابراین تمام تغییرات مورفولوژیکی توصیف شده، با فرض جابه جایی فازها دوباره اتفاق می افتد. مدل ارائه شده در این بخش با اعمال ضریب سازگار کنندهf(d) بر مقادیر پیش بینی شده مدول (توسط مدلهای مربوط به هر کدام از ازجزاء قطره- ماتریس و هم پیوسته) مدول نهایی مخلوط پلیمری محاسبه می شود. مرحله دوم، بر مبنای پیش بینی مدول نانو کامپوزیتهای پلیمری با فرض عدم تجمع این ذرات و همچنین تک جزئی بودن ماتریس پلیمری شکل گرفت. در این مرحله شکل هندسی نانو تقویت کننده ها ، جهت گیری تصادفی و همچنین حضور ناحیه بین سطحی ( میان ذرات نانو تقویت کننده و ماتریس پلیمری) به عنوان پارامترهای بسیار مهم تعریف و به صورت مقادیر محاسباتی وارد مدلسازی شدند. غالبا ً از معادلات و قوانین حاکم بر کامپوزیت های الیاف پیوسته به عنوان مبنای محاسباتی، برای توصیف چارچوب مدل مذکور استفاده شد. این مدل از سه قسمت تشکیل می شود، که هر کدام بر شکل هندسی خاصی از ذرات نانو تقویت کننده دلالت می کند ( صفحه ای، استوانه ای و کروی). اساس و روند محاسباتی هر سه مدل بر مبنای پیش فرض های یکسان بوده، با این تفاوت که افزایش پیچیدگی هندسی نانوتقویت کننده ها ، بالطبع پیچیدگی محاسباتی را نیز به دنبال دارد. مرحله سوم ، شامل ادغام مدل های تعیین شده مرحله اول و دوم می باشد. در این مرحله با توجه به فرض قرار گرفتن ذرات نانوتقویت کننده در یکی از فازها، می توان آن فاز را به عنوان یک نانوکامپوزیت ( با ماتریس تک جزئی در نظر گرفت) و در نهایت کل سیستم را به صورت یک مخلوط پلیمری فرض کرد. چسبندگی کامل فازها، استحکام بالای سطح مشترک ( بین نانوتقویت کننده ها و همچنین بین دو فاز پلیمری)، توزیع مناسب، امتزاج ناپذیری دو فاز پلیمری در یکدیگر و ... را می توان از فرض های حاکم بر این مدل نام برد. در هر کدام از مراحل آزمون های تنش- کرنش برای تعیین مدول به منظور بررسی دقت و کارایی مدل های انجام و همچنین از داده های گزارش شده در منابع علمی دیگر نیز برای افزایش سطح اطمینان از صحت فرضیات و کارایی مناسب مدل های استفاده شد.

دراین تحقیق فوم نانوکامپوزیتی پلی اتیلن کم چگال (ldpe) شبکه ای شده توسط روش سیلانی تهیه شد. نانوذرات توسط دو عامل سیلانی وینیل تری اتوکسی سیلان (vtes) و آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان (aps) اصلاح شدند. طراحی آزمایشات بر پایه ی روش تاگوچی انجام پذیرفت و تأثیر مقدار سیلان، مقدار خاک رس، نوع خاک رس و مقدار عامل فوم زا (adc) مورد بررسی قرار گرفت. از آنالیز واریانس anova برای تحلیل پاسخ ها و بررسی تاثیر عوامل و سطوح مختلف بر خواص فوم ها استفاده شد. برای این منظور سه سطح متفاوت از مقدار سیلان (phr2، 4 و 6)، مقدار خاک رس(phr0، 2 و 4)، نوع خاک رس (na-mmt, vtes-mmt ,na-mmt) و مقدار عامل فوم زا (phr 4، 6 و8) انتخاب گردید. آمیزه ها بر اساس جدول آرایه ی متعامد l9 با مقادیر ثابت phr 25/0 شروع کننده پراکسیدی (dcp) و phr 1 استئارات کلسیم درون مخلوط کن داخلی با هم مخلوط شدند. سپس نانو کامپوزیت های به دست آمده توسط قالب گیری فشاری به روش (پیمانه ای) تک مرحله ای تبدیل به فوم شدند. در انتها پخت رطوبتی فوم های تهیه شده در آب داغ صورت پذیرفت. به منظور تصدیق واکنش اصلاح خاک رس توسط دو عامل سیلانی، تهیه پلی اتیلن گرافت شده و شبکه ای شده، بررسی فوم-پذیری، خواص مکانیکی، فیزیکی و رئولوژیکی فوم های نانوکامپوزیتی آزمایش های مختلف انجام شد. ابتدا خواص خاک رس های خالص و اصلاح شده توسط آزمون های طیف سنجی مادون قرمز (ftir) و پراش اشعه ی ایکس (xrd)و آنالیز وزن سنجی گرمایی (tga) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمون ftir حضور ترکیبات آلی را تصدیق کردند. آزمون xrd نشان داد که فاصله ی بین صفحات خاک رس بعد از اصلاح بیشتر می شود. آزمون tga نشان داد که عوامل سیلانی به صورت ایجاد بر هم کنش های فیزیکی و نیز شیمیایی به سطوح خاک رس متصل شده اند.آزمون های ftir و بررسی نمودار گشتاور مخلوط کن داخلی انجام واکنش پیوندزنی سیلان بر روی پلی اتیلن را نشان دادند. همچنین، آزمون درصد ژل نشان داد که در اثر پخت در آب داغ، شبکه ای شدن به صورت موثر انجام می شود. آزمون های xrd، و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) برای بررسی مورفولوژی نانو کامپوزیت و ریخت شناسی فوم نانو کامپوزیت انجام شد. نتایج آزمون xrd نانو کامپوزیت ها نشان داد که افزایش دمای اختلاط از?c 110 به ?c 180 و انجام واکنش پیوندزنی منجر به پخش بهتر نانورس در ماتریس شد. از سویی دیگر بعد از فوم شدن به دلیل تجزیه ی حرارتی عوامل فعال سطحی کاهش فاصله ی بین صفحات مشاهده شد. نتایج آزمون sem نشان داد که اندازه و چگالی سلول، به عنوان مهمترین عوامل تعیین کننده ی مورفولوژی فوم، وابسته به مقدار سیلان، مقدار نانو رس و نوع خاک رس است. در ادامه ی تحقیق، خواص مکانیکی شامل خواص فشاری، مانایی و خزش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مهمترین عامل ثاثیرگذار بر منحنی تنش-کرنش فشاری و مدول فشاری ، میزان سیلان است. از طرفی رفتار خزش و مانایی فشاری به شدت از درصد ژل و اندازه ی سلولی تاثیر می پذیرد. در انتها رئولوژی نانو کامپوزیت ها به عنوان مهم ترین آزمون برای تعیین قابلیت فوم شدن بر روی نمونه ها انجام شد. آزمون های رئولوژیکی شامل جاروی بسامد بود. نتایج آزمون جاروی بسامد بر روی نمونه ها نشان داد که مدول ذخیره ای، ویسکوزیته مرکب با افزودن مقدار سیلان و افزودن خاک رس افزایش می یابند.

پایداری حرارتی و بلورینگی نانو کامپوزیت ها در بسیاری از کاربردها نقش اساسی بازی می کند. در این مطالعه نانوکامپوزیت های برپایه پلی لاکتیک اسید / گرافن که شامل 5/0 و یک درصد وزنی با روش محلولی ساخته شد. گرافن ها با اسید اصلاح شدند. سپس به زنجیره های پلیمری پیوند زده شدند. گرافن های اصلاح شده با استفاده از آنالیزهای زیرقرمز تبدیل فوریه، رامان، آنالیز عنصری، atr و گرما وزن سنجی شناسایی شدند و نتایج حاکی از آن است که واکنش اصلاح صورت گرفته است. ریخت شناسی نانو کامپوزیت ها به وسیله ی ریزبین الکترونی روبشی و ریزبین انتقالی روبشی انجام گرفته است. سینتیک حرارتی نمونه ها توسط آزمون گرما وزن سنجی در نرخ های حرارتی یگانه (5 °cmin-1 ) و چندگانه (cmin -1°، 5،10،20،30) صورت گرفت. بررسی سینتیک تخریب در نرخ حرارتی یگانه توسط مدل شبه درجه اول و نرخ حرارتی های چندگانه به وسیله مدل های ( flynn-wall-ozawa (fwo), kissinger و kim-park)انجام گرفت. انرژی فعال سازی برای پلیمر خالص بیشتراز نانو کامپوزیت ها بود و همچنین نانو کامپوزیت های حاوی گرافن اصلاح شده دارای انرژی فعال سازی بیشتری از نانو کامپوزیت های شامل گرافن خالص بود. مدل های بکار گرفته شده در فرضیات، متفاوت می باشند و روند یکسانی بین انرژی های فعال سازی در مدل های مختلف بدست آمد. رفتار و سینتیک بلورینگی توسط آزمون dsc انجام گرفت و توسط رابطه آورامی ضرایب سینتیکی در حالت هم دما به دست آمد.

در این پژوهش خصوصیات مختلف و مهم ساختاری پلی اتیلن از قبیل وزن مولکولی، توزیع وزن مولکولی، شاخه های جانبی و تبلور و همچنین ارتباط این عوامل با مشخصات رئولوژیکی و مقاومت در برابر ترک زایی در اثر تنش های محیطی (escr) بررسی شده است. این مطالعات بر روی سه نوع پلی اتیلن با چگالی بالا (hdpe) با نام های تجاری bl3 و bl4 و ex3 انجام شده است. اثر افزودن نانو تیتان به ماتریس پلی اتیلن نیز بررسی شده است. نانو کامپوزیت های تهیه شده با ترکیب درصد های مختلف 0 و 1 و 2 و 3 و phr 5 به روش اختلاط مذاب ساخته شدند. هدف از افزودن نانو تیتان به ماتریس پلی اتیلن، بررسی بر هم کنش ذرات نانو با زنجیر های پلی اتیلن با استفاده از آزمون رئولوژی و نیز بررسی تبلور و escr نانو کامپوزیت ها بوده است. نتایج آزمون رئولوژی نانو کامپوزیت ها نشان داده است که در مقادیر نانو تیتان کمتر از phr 3 برهم کنش بین ذرات نانو و پلی اتیلن ضعیف است. به منظور به دست آوردن ساختار مولکولی و وزن مولکولی، از آزمون gpc استفاده شده است. نتایج آزمون gpc نمونه bl4 را دارای بیشترین وزن مولکولی متوسط وزنی و هر سه نمونه را دارای توزیع وزن مولکولی پهن و نیز نمونه ex3 را دارای کمترین pdi در میان سه نمونه نشان داده است. همچنین این آزمون نمونه ex3 را دارای بیشترین شاخه های جانبی کوتاه در میان سه نمونه پلی اتیلنی نشان داده است. با استفاده از حالت های مختلف آزمون رئولوژی از قبیل برش ساده، روبش فرکانس، روبش کرنش در ناحیه کشسان خطی و آسودگی از تنش در ناحیه کشسان خطی و غیر خطی، ارتباط عوامل ساختاری ذکر شده با ویژگی ها و عوامل رئولوژیکی مختلف مانند گرانروی در تنش برشی صفر بررسی شده و این ارتباط در قالب روابطی ارائه شده است. همچنین با به کار گیری روابط و مدل های رئولوژیکی، توزیع وزن مولکولی نمونه های پلی اتیلنی به دست آورده شده و با نتایج آزمون gpc مقایسه و بررسی شده است. بر طبق نتایج به دست آمده، مشخص شد که این معادلات برای نمونه های دارای توزیع وزن مولکولی باریک نتایج خوبی می دهند و برای نمونه های با توزیع وزن مولکولی پهن باید شرایط جدیدی را اعمال کرد. زمان آسودگی و توزیع آن با استفاده از مدل های مختلف محاسبه و ارتباط آن با ساختار مولکولی بیان شده است. نمونه های پلی اتیلن سنگین به دلیل داشتن توزیع وزن مولکولی پهن و نیز وجود شاخه های جانبی کوتاه، دارای زمان آسودگی طولانی و همچنین توزیع زمان آسودگی پهن هستند. اثر افزودن نانو بر زمان آسودگی نیز بررسی شده است. بر این اساس افزایش زمان آسودگی با افزایش مقدار ماده نانو مشاهده شده است. با استفاده از نتایج آزمون آسودگی از تنش، وزن مولکولی و زمان آسودگی بررسی شده و تابع اتلاف (damping function) برای سه نمونه پلی اتیلنی محاسبه شده است. نتایج به دست آمده بیانگر آن هستند که تابع اتلاف این نمونه ها از نوع c بوده است. همچنین نتایج تابع اتلاف با مدل های موجود مقایسه و مناسب ترین مدل انتخاب و بررسی شده است. با استفاده از آزمون طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز(ftir) تبلور و شاخه های جانبی نمونه های پلی اتیلنی با نتایج حاصل از آزمون های دیگر مقایسه و بحث شده است. نتایج به دست آمده برای شاخه های جانبی منطبق بر نتایج آزمون gpc است. بررسی تبلور و ابعاد و اندازه های بلورهای شکل گرفته برای پلی اتیلن ها و نانو کامپوزیت آنها با استفاده از آزمون های گرماسنجی پویشی تفاضلی(dsc) و تفرق اشعه x (xrd) انجام شده است و ارتباط آن با عوامل ساختاری زنجیر ها بیان گردیده است. بر این اساس کاهش ابعاد بلور و افزایش درصد تبلور با افزودن نانو تیتان به پلیمر، مشاهده شده است. مقاومت به ترک زایی در اثر تنش های محیطی برای پلی اتیلن ها و برخی از نانو کامپوزیت ها، اندازه گیری شده است و ارتباط آن با عوامل ساختاری بررسی شده است. نمونه ex3 به دلیل دارا بودن شاخه های کوتاه و وزن مولکولی بالا، دارای بیشترین escr است.

در این تحقیق نانوکامپوزیت بر پایه پلی یورتان الاستومر/پلی وینیل کلراید/نانولوله های کربنی خالص واصلاح شده از روش محلولی تهیه شدند.در ابتدا برای افزایش پخش پذیری نانولوله های کربنی در ماتریس آلیاژ بسپاری اصلاح شیمیایی ذرّات نانو مدنظر قرار گرفت.اصلاح شامل سه مرحله اکسایش، کلردار کردن(آسیلاسیون) و پیوندزنی با پلی کاپرولاکتون بود.برای ردیابی اصلاحات یاد شده آزمون های گرماوزن سنجی،طیف سنجی زیر قرمز، آنالیز عنصری و میکروسکوپ الکترونی انجام شد. نتایج آزمایشات نشان داد که این واکنش ها با موفقیّت به انجام رسید. نمونه های نانوکامپوزیتی حاوی 5/0 و 1 درصد وزنی از نانولوله های کربنی خالص و اصلاح شده از روش محلولی تهیه گردید و خواص عمومی و حافظه شکلی آن بررسی گردید.نتایج آزمون دینامیکی میکانیکی نشان داد که دمای tanδ حداکثر با تغییر درصد آلیاژ و مقدار درصد نانو تغییر کرد.با افزایش پلی وینیل کلراید tanδ حداکثر به دماهای بالاتر انتقال یافت. با افزودن نانو ذرّات در یک درصد ثابت از آلیاژ tanδ حداکثر به دماهای بالاتر انتقال یافت. نتایج نشان داد که با اصلاح نانو ذرّات tanδ حداکثر به دماهای بالاتری نسبت به نمونه های حاوی نانوذرّات خالص انتقال یافت. دلیل این امر می تواند برهمکنش بهتر این ذرّات با ماتریس پلیمری باشد. نتایج میکروسکوپ الکترونی نشان داد که ریخت شناسی غالب نمونه ها از نوع قطره – ماتریس بوده و اندازه ذرّات فاز متفرق از نسبت آلیاژ، درصد نانو ذرّات و اصلا ح نانوذرّات مؤثر بود.با افزایش پلی وینیل کلراید اندازه فاز متفرق به علّت بالا رفتن احتمال انعقاد قطرات افزایش یافت. با افزودن نانوذرّات اندازه فاز متفرق کاهش یافت. اصلاح ذرات نانو نیز منجر به کاهش اندازه فاز متفرق شد.متوسط اندازه فاز متفرق در نمونه حاوی نانولوله های کربنی پیوند خورده با پلی کاپرولاکتون برابر (mμ)151355/1 بود. نتایج آزمایشات حافظه شکلی نشان داد که نسبت آلیاژ، مقدار نانو ذرّات و اصلاح نانوذرّات بر روی ثبات شکلی و برگشت پذیری مؤثر بود. با افزایش پلی وینیل کلراید ثبات شکلی کاهش و برگشت پذیری افزایش پیدا کرد. که این مطلب به ماهیت ساختاری پلی وینیل کلراید به علّت عدم حضور نواحی سخت و بلوری در ساختار آن طبیعی به نظر می رسد. با افزودن نانوذرات یک روند افزایشی در ثبات شکلی و کاهشی در برگشت پذیری مشاهده گردید که می توان آن را دلیل کاهش تحرک زنجیرهای پلیمری به علت برهمکنش با نانولوله های کربنی توصیف کرد. به گونه ای که در اثر حضور نانولوله های کربنی خام و ایفای نقش پرکننده در ماتریس پلیمری تحرک زنجیرها کاهش می یابد.اصلاح نانوذرات نیز همین روند تغییرات را در خواص یاد شده نشان داد که این مطلب ناشی از پخش مناسب تر نانولوله ها و افزایش ممانعت فضایی در مقابل حرکت زنجیرها در هنگام حذف تنش می باشد، که نشان از تأثیر بسیار مثبت اصلاح نانو لوله های کربنی بر رفتار حافظه شکلی دارد.

با توجه به اینکه استفاده از پلیمرهای بر پایه مشتقات نفتی که سرعت تخریب بسیار پایینی دارندآسیب های جدی به محیط زیست رسانده است؛ امروزه استفاده از پلیمرهای زیست تخریب پذیر که از منابع تجدیدشدنی به دست می آیند در صنایع مختلف بسیار مورد توجه قرارگرفته است.یکی از این پلیمرها، پلی لاکتیک اسید(pla) می باشد. هدف از این تحقیق بررسی اثر حضور ذرات نانورس و نشاسته ی اصلاح شده روی خواص پلی لاکتیک اسید شبکه ای شده بود.در این مطالعه ابتدا نشاسته ی گرمانرم مالئیکه شده(mtps) توسط واکنشگر مالئیک انیدرید(ma) و در حضور نرم کننده ی گلیسرول با استفاده از مخلوط کن داخلی تهیه شد.مقادیر متغیر mtps به همراه ذرات نانورس و کمک عامل شبکه ای کننده تری آلیل ایزوسیانورات (taic) به اضافه ی%wt 1 آغازگر دی کیومیل پراکساید(dcp) ،در بازه های زمانی مشخص به pla درون مخلوط کن داخلی در دمای°c 180 افزوده شدند.در این پژوهش، جهت تحلیل داده ها طراحی آزمایش به روش box-behnken با استفاده از سه متغیر در سه سطح انجام گرفت.متغیرهای مورد بررسی در این آزمایش عبارتند از mtps: با مقادیر 30،40 و%wt 50، نانورس با مقادیر 0،2 و%wt 4 و taic که با مقادیر 0،1 و%wt 2 انتخاب گردید. این طراحی آزمایش به کمک نرم افزار minitab 16 انجام گرفت که به روش فوق تعداد 15 نمونه برای تهیه و بررسی انتخاب شدند. نتایج حاصل از آزمون dsc نشان داد کهmtps، دمای ذوب ودرصد بلورینگی pla شبکه ای شده را کاهش می دهد اما با افزایش مقدارmtps به%wt 50 شاهد افزایش دمای ذوب و درصد بلورینگی بودیم.از طرفی افزایش نانورس باعث افزایش دمای ذوب و درصد بلورینگی شده است.پایداری حرارتی نمونه به وسیله آزمون tga مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این آزمون نشان داد که حضور نشاسته اصلاح شده دمای شروع تخریب حرارتی pla شبکه ای شده را کاهش داده است اما با افزایش مقدار نشاسته به%wt 50 منجر به افزایش آن شده است.حضور %wt 4 نانورس باعث کاهش دمای شروع تخریب حرارتی شده است در حالیکه باعث افزایش قابل ملاحظه ای در دمای تخریب نهایی (tmax) شده است.نتایج آزمون sem جهت بررسی مورفولوژی آمیزه ها، نشان داد که اصلاح نشاسته باعث توزیع بهتر آن در ماده زمینه pla شده است. به منظور مطالعه ی ریزساختار ذرات نانو،آزمون پراش اشعه ایکس در زوایای کوچک (saxs) انجام شد. نتایج حاصل ازاین آزمون نشان داد که اصلاح نشاسته باعث افزایش فاصله صفحات نانورس شده است و از طرفی افزایش مقدارنانورس و مقدار mtps تاثیر چندانی روی بازشدن صفحات سیلیکاتی نانورس نداشته اند.پس از تعیین درصدژل نمونه ها و انجام آزمون کشش و همچنین بررسی زیست تخریب پذیری درون لجن فعال، نتایج به کمک پاسخ رویه سطح مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج اندازه گیری درصدژل نشان داد که افزایش کمک عامل taic بطور شاخصی مقدار ژل را افزایش می دهد.افزایش mtps نیز باعث افزایش اندک درصد ژل شده است در حالیکه می توان اثر نانورس روی درصد ژل اندازه گیری شده را نادیده گرفت.نتایج به دست آمده از آزمون کشش حاکی از این بود که mtps استحکام کششی و مدول کششی را کاهش می دهد و از طرفی می تواند باعث افزایش ازدیاد طول در نقطه شکست شود.افزایش taic مدول و استحکام کششی نمونه ها را افزایش داده و منجر به کاهش ازدیاد طول درنقطه شکست شده است.حضور ذرات نانورس نیز نتایج مشابه افزایش taic را به دنبال داشت.پاسخ آزمون تخریب زیستی نشان داد که افزایش مقدار mtps درصد تخریب نمونه ها را افزایش می دهد. افزایش مقدارنانورس نیز باعث افزایش اندکی در میزان تخریب آمیزه ها شده است در حالی که افزودن کمک عامل taic با ایجاد شبکه های اتصالات عرضیpla، درصد تخریب زیستی را کاهش می دهد.

استفاده از پلیمرهای زیست تخریب پذیر مانند پلی لاکتیک اسید، جهت حل مشکلات زیست محیطی در سال های اخیر رو به افزایش بوده است. با این وجود به دلایل اقتصادی، تنوع مواد در دسترس و همچنین عدم پوشش خواص مورد نظر، این پلیمرها کمتر به تنهایی مورد استفاده قرار می گیرند. از میان روش های اصلاح پلیمرهای زیست پایه، آلیاژسازی به عنوان روشی کاربردی و اقتصادی جهت رسیدن به محصولی با خواص مورد نظر، مورد توجه و مطالعه صنعتگران و محققان بوده است. در این پژوهش سعی بر تهیه و بررسی خواص آلیاژ پلیمری بر پایه پلیمر مهندسی پلی اتیلن ترفتالات(pet) و پلی لاکتیک اسید(pla) می باشد. برای تهیه آلیاژها ابتدا برای بررسی اثر ترکیب درصد و زمان فرایند اختلاط، آلیاژ pet/pla با ترکیب درصدهای 25/75 و 50/50 با زمان های فرایند مختلف 10، 20 و 30 دقیقه در مخلوط کن داخلی توسط فرایند اختلاط مذاب تهیه شد. همچنین تاثیر حضور کاتالیزور بر میزان سازگاری و خواص آلیاژ بررسی شد. به منظور مطالعه اثر ساختار پلیمرها از دو نوع pla اصلاح شده (td-pla و da-pla) و یک نوع pet اصلاح شده با گلیکول استفاده شد. در آلیاژ pet/pla با ترکیب درصد 25/75 و زمان فرایند 20 دقیقه استفاده شد؛ در انتها برای بررسی اثر دمای فرایند اختلاط مذاب آلیاژ با ترکیب درصد 25/75 و زمان فرایند 20 دقیقه در دو دمای °c260 و °c190 در مخلوط کن داخلی تهیه شد. نتایج آزمون ftir نشان داد بیشترین سازگاری بین اجزا در ترکیب درصد 25/75 %وزنی و زمان 20 دقیقه حاصل شد. تصاویر sem نشان داد که مورفولوژی آلیاژها به صورت ماتریس- قطره بوده و با گذشت زمان اندازه قطر قطرات فاز پراکنده(pet) کاهش یافته و پخش بهتری در ماتریس پیدا می کنند. در نمونه های تهیه شده از پلیمرهای خالص حتی در درصدهای کمتر pla نیز فاز پیوسته را این پلیمر تشکیل می داد. اصلاح pla با نزدیک کردن ویسکوزیته دو جزء باعث تعویض فاز شد به گونه ای که فاز پیوسته را pet و فاز ناپیوسته را pla تشکیل می داد. همچنین قطر فاز پراکنده(pla) کاهش چشمگیری نشان داد. نتایج حاصل از آزمون dmta نشان داد نمونه تهیه شده از td-pla به عنوان جزء دوم آلیاژ دارای مدول بسیار بیشتری نسبت به سایر نمونه ها بوده، به علاوه مدول ناحیه مسطح رابری هم افزایش پیدا کرد که بیانگر گره خوردگی بیشتر و در نتیجه طول بیشتر زنجیره ها می باشد و می تواند موید وقوع واکنش بین اجزای آلیاژ حین اختلاط مذاب باشد. از آزمون dsc می توان نتیجه گرفت تبلور آلیاژها در دمای بالاتری نسبت به پلیمرهای خالص رخ می دهد. حضور کاتالیزور ti(obu)4 باعث کاهش اندازه فازمتفرق، افزایش سرعت بلورینگی و افزایش مدول ناحیه مسطح رابری گردید. از نمودارهای dtg حاصل از آزمون tga می توان قله ای جداگانه در روند تخریب مشاهده کرد که می تواند نشانگر تخریب جزء سوم کوپلیمر، که حین اختلاط مذاب به وجود آمده است، باشد.

دستیابی به پخشی پایدار از صفحات گرافن درون آب می تواند، زمینه ساز تولید نانوکامپوزیت های هادی الکتریسیته به روش لاتکسی باشد. در این پژوهش ابتدا گرافن اکساید از گرافیت به روش هامرز تهیه شد. سپس گرافن پایدار شده درون آب توسط افزودن فعال کننده های سطحی به گرافن اکساید با استفاده از سدیم دودسیل سولفات (sds) و پلی وینیل پیرولیدون (pvp) انجام شد. در نهایت گرافن اکساید تهیه شده توسط ویتامین c احیا شدند. نانوذرات سنتز شده به طور کامل مشخصه یابی شدند. نتایج مشخصه یابی نشان داد که فعال کننده های سطحی کاملا بر روی صفحات گرافنی جذب شده و موجب جلوگیری از به هم چسبیدن صفحات گرافنی در حین واکنش احیا می گردد. حذف فرآیندهای شدید مکانیکی (از جمله تابش امواج فراصوت) به منظور حفظ ساختار گرافن برای دستیابی به خواص مطلوب تر از دیگر اهداف این پژوهش می باشد. به همین منظور نانو کامپوزیت های گرافن لاستیک استایرن بوتادین به روش لاتکسی تهیه گردیدند. همچنین این روش توانایی فوق العاده ای برای بزرگنمایی صنعتی به نسبت رقبای خود از جمله روش های محلولی، پلیمریزاسیون درجا و امولسیون پیکرینگی را داراست. در ادامه¬ی این پژوهش سیتیک پخت توسط سامانه¬ی گوگردی نانوکامپوزیت های گرافنی و گرافن اکساید مورد بررسی قرارا گرفت و مشخص گردید که گروه های فعال اکسیژنی سطح گرافن اکساید در واکنش های ولکانش شرکت می کنند. در صورتی که نانوکامپوزیت های گرافنی از این توانایی برخوردار نیستند. خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های گرافنی و گرافن اکساید نیز بررسی گردید. کامپوزیت حاوی 30 قسمت دوده نیز با نانوکامپوزیت های گرافنی و گرافن اکساید مقایسه شد و معلوم گردید تنها 1 قسمت گرافن خواصی شبیه به 30 قسمت دوده در لاستیک استایرن بوتادین به وجود می آورد. در آخر خواص هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت های گرافنی و تاثیر فرآیند غلطک کاری بر شکست شبکه های مرتبط با هم و کاهش هدایت الکتریکی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد نانوکامپوزیت های حاوی فعال کننده¬ی سطحی sds به علت خروج مطلوب آن ها حین فرآیند انعقاد، هدایت الکتریکی بالاتری را نسبت به pvp دارا هستند. همچنین فرآیند غلطک کاری به علت اعمال تنش های بسیار شدید موجب شکسته شدن شبکه های با هم مرتبط و افت شدید هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت ها می گردند.

در این مطالعه نانوکامپوزیت های پلی اتیلن/ نانونولوله کربنی شامل 1، 5، 8 وphr10 نانولوله به روش اختلاط مذاب تهیه شد. پلی‏اتیلن به روش سیلانی شبکه‏ای شد. آزمون تعیین محتوای ژل جهت بررسی میزان شبکه‏ای شدن نانوکامپوزیت‏ها انجام شد. نانولوله های کربنی توسط واکنش های افزایشی رادیکال آزاد با عامل وینیل تری اتوکسی سیلان (vtes) اصلاح شدند. نانولوله های اصلاح شده با استفاده از آنالیزهای زیرقرمز تبدیل فوریه، آنالیز عنصریedax و گرماوزن سنجی شناسایی شدند و نتایج نشان داد که واکنش اصلاح با موفقیت انجام شده است. ریخت شناسی نانوکامپوزیت‏ها بوسیله ریزبینی الکترونی روبشی بررسی شده است. پایداری ابعادی در دمای بالای نانوکامپوزیت‏ها توسط آزمون خزش در دمای بالا (hot set) بررسی شد که نتایج نشان داد نمونه های حاوی پلی‏اتیلن شبکه‏ای قابلیت تحمل دمای بالاتر از نقطه ذوب پلی‏اتیلن را به خوبی دارند و همپنین درصد خزش آن‏ها با افزایش نانولوله‏ها و اصلاح آن‏ها کاهش می‏یابد. پایداری گرمایی نمونه‏ها توسط آزمون tga بررسی شد. افزودن نانولوله‏ها باعث افزایش دمای بیشترین سرعت کاهش وزن(tp) و دما بعد از 5% کاهش وزن (t5%) شده است. همچنین اصلاح نانولوله‏ها باعث بهبود مقاومت حرارتی شده است. رفتار ذوب و بلورینگی نانوکامپوزیت‏ها توسط آزمون dsc انجام گرفت. دمای بلورینگی با افزودن نانولوله‏ها افزایش یافت که می‏توان آن را به اثر هسته گذاری نانولوله‏ها مربوط دانست.خواص الکتریکی نانوکامپوزیت‏ها بررسی شد که نتایج نشان می‏دهد نانوکامپوزیت‏های حاوی نانولوله‏های کربنی خالص و اصلاح شده در wt%7 به آستانه اتصال الکتریکی می‏رسند. به طوریکه مقدار هدایت الکتریکی از از 15-10 ×63/4 برای پلی‏اتیلن خالص به s/cm 2-10 ×70/5 برای نانوکامپوزیت حاوی phr 10 نانولوله افزایش می‏یابد. اصلاح نانولوله‏ها اگرچه به دلیل پراکنش بهتر در ماتریس پلی‏اتیلن باعث افزایش هدایت الکتریکی شده است اما بر مقدار آستانه اتصال تأثیری نداشته است. هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت‏های حاوی پلی‏اتیلن شبکه‏ای با افزایش مقدار نانولوله تغییر قابل توجهی نشان ندادند. خواص رئولوژیکی نانوکامپوزیت‏ها نیز بررسی شد. نتایج نشان می‏دهد با افزایش مقدار نانولوله‏های کربنی مدول ذخیره (g’) به یک ناحیه مسطح در فرکانس‏های پایین می‏رسد که به دلیل رسیدن نانوکامپوزیت‏ها به آستانه اتصال رئولوژیکی می‏باشد. نتایج بررسی خواص رئولوژیکی نانوکامپوزیت‏ها نشان می‏دهد که نانوکامپوزیت‏های حاوی نانولوله‏های کربنی خالص و اصلاح شده هر دو در wt%9/0 به آستانه اتصال رئولوژیکی می‏رسند که به طور قابل توجهی از مقادیر آستانه اتصال الکتریکی کمتر است. این تفاوت را می‏توان به فاصله نانولوله-نانولوله کمتر مورد نیاز برای رسیدن به آستانه اتصال الکتریکی مربوط دانست.

برای رسیدن به خواص نهایی بهینه محصولات، توسعه ی ساختاری نقش مهمی در فرایند پلیمر ها دارد. در میان این پدیده ها بلورینگی پلیمر های نیمه بلوری نقش بسیار مهمی دارد. در این مطالعه به بررسی رفتار تبلور هم دمای نانوکامپوزیت بر پایه پلی لاکتیک اسید وگرافن تحت شرایط بدون برش و همراه با برش پرداخته شده است. نانوکامپوزیت ها شامل 5/0، 1، 2 و3% وزنی گرافن بوده که در یک مخلوط کن داخلی تهیه شدند. ریخت شناسی نانو کامپوزیت ها به وسیله ی ریزبین الکترونی روبشی انجام گرفته است. آنالیز ساختاری و رفتار تبلور نانوکامپوزیت قبل و بعد از اعمال جریان برشی، به روش گرماسنجی پویشی تفاضلی و پراش اشعه ی ایکس ارزیابی شده است. در این میان تاثیرشدت و مدت جریان برشی و هم چنین مقدار نانو گرافن با استفاده از روش رئومتریک برای مشاهده ی پیشرفت فرایند تبلور در دمای نزدیک تبلور c? 135 بررسی شده است. مراحل آزمون شامل: افزایش دمای نمونه تا c? 190 و نگه داشتن در همان دما به مدت min 5 ، اعمال پیش برش های 1/0، 3/0، 5/0، 1/1 وs-1 8/1 در مدت زمان s60 و سپس کاهش دمای نمونه تا c? 135 و اعمال آزمون رفت و برگشتی بوده است. تحت جریان برشی رفتار تیلور در پلیمر های نیمه بلوری و ساختار آن توسط عواملی نظیر دما، سرعت برش و مدت زمان برش کنترل می شود.جریان برشی قادر است سرعت تبلور را به میزان قابل ملاحظه ای بهبود دهد هم چنین بر هم کنش بین جریان و عوامل هسته گذار سبب شتاب بخشیدن به پلیمر می شود. با مشاهده ی رشد مدول ذخیره ای در نمونه ها به عنوان شاخصی از پیشرفت بلورینگی، به نظر می رسد که مدول ذخیره ای در درصد های بالای گرافن زودتر به رشد نهایی خود رسیده است. با افزایش درصد گرافن، زمان القای تبلور نیز کاهش یافته است. مشاهده شد که افزایش پیش برش تا مقدار معینی به خصوص در درصد های بالا ی نانوگرافن، سبب بهبود رفتار تبلور پلی لاکتیک اسید ازجمله کاهش زمان القای تبلور و افزایش درصد تبلور می شود. هم چنین مشاهده شد که با افزایش مدت زمان پیش برش به s300 و s600 زمان القای تبلور کاهش یافته است. بر روی تعدادی از نمونه های خارج شده از رئومتر، آزمون های گرماسنجی پویشی تفاضلی و پراش اشعه ی ایکس انجام شد. نتایج آن ها نشان داد که تحت اعمال پیش برش، تعداد پیک تبلور در پراش اشعه ی ایکس و درصد تبلور در گرماسنجی پویشی تفاضلی افرایش یافته است.

چکیده ندارد.