تهیه و بررسی خواص نانو کامپوزیتهای پلی متیل متاکریلات / خاک رس دوبار اصلاح شده به روش پلیمریزاسیون سوسپانسیونی درجا

دراین تحقیق،  نانو کامپوزیت­های پلی متیل متاکریلات / خاک رس، حاوی درصد­های وزنی مختلفی از خاک­رس (براساس ماده معدنی موجود در ساختار آنها)  به روش پلیمریزاسیون سوسپانسیونی درجا تهیه شدند. خاک­های رس­ یکبار اصلاح شده مصرفی مشتمل بر خاک­های رس کانیپیا تی(KT) و کانیپیا دی(­KD­) بودند که به ترتیب توسط نمک­­های تری متیل اکتا دسیل آمونیوم برماید(TMO) و دی متیل دی اکتا دسیل آمونیوم برماید(DMO) که از نظر تعداد زنجیره آلکیلی موجود در ساختارشان با یکدیگر متفاوت هستند آلی شده­ اند. آزمون­های پراش اشعه ایکس، گرماوزن سنجی و گرمایی دینامیکی – مکانیکی بر روی نانو کامپوزیت­های تهیه شده انجام شد. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس برای نمونه هایی با ۳ % وزنی از خاک رس یکبار اصلاح شده نشان دادند که ساختار  نانوکامپوزیت­های تهیه شده از نوع میان لایه ای است . همچنین با افزایش درصد وزنی خاک رس یکبار اصلاح شده درون ماتریس پلیمری، پایداری حرارتی و خواص گرمایی دینامیکی – مکانیکی شامل مدول و دمای انتقال شیشه ای نمونه­های نانوکامپوزیتی افزایش یافت.درمرحله دیگر از این تحقیق، خاک رس یکبار اصلاح شده KT توسط اصلاح کننده های سیلانی  ۳- متاکریلوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان (MPS) و N- (n-بوتیل)-۳-آمینوپروپیل تری متوکسی سیلان (۱۱۸۹) مجددا اصلاح شد. اصلاح مجدد خاک­رس KT با هدف اصلاح لبه ­ها به منظور افزایش سازگاری بین خاک رس و پلیمر صورت گرفت تا با توزیع مناسب خاک رس دوبار اصلاح شده درون بستر پلیمری و بر هم کنش قوی در فصل مشترک خاک رس و ماتریس پلیمری، خواص نانو کامپوزیت نهایی بهبود یابد. اصلاح کننده­ های سیلانی یاد شده دارای گروه­ های متوکسی هستند که پس از هیدرولیز، قابلیت اتصال به لبه­ ها را ازطریق انجام واکنش تراکمی با گروه­های هیدروکسیل موجود در لبه ­ها پیدا می­کنند. اصلاح کننده سیلانی MPS ازجمله اصلاح کننده های فعال است که دارای گروه وینیلی در انتهای ساختار خود می باشد، درحالیکه اصلاح کننده سیلانی ۱۱۸۹ یک اصلاح کننده غیر فعال به شمار می آید که توانایی شرکت در واکنش­های پلیمریزاسیون را ندارد. آزمون­های  پراش اشعه ایکس، گرماوزن سنجی، طیف سنجی زیر قرمز و اندازه گیری زاویه تماس برروی خاک ­های رس دوبار اصلاح شده انجام شد . نتایج مربوط به آزمون پراش اشعه ایکس حاکی از افزایش فاصله بین صفحات خاک­های رس دوبار اصلاح شده بود که پس از شستشوی خاک­های رس دوبار اصلاح شده با تولوئن، فاصله بین صفحات کاهش یافت. نتایج آزمون گرماوزن سنجی نشان می دهد که مقدار ماده معدنی باقی مانده در خاک­های رس دوبار اصلاح شده کمتر شده است. همچنین طیف­های مربوط به اعدادموجی ساختار­ اصلاح کننده ­های سیلانی در آزمون طیف سنجی زیر قرمز مشاهده شد که حضور اصلاح کننده های سیلانی در ساختار خاک رس را تائید می کنند . نتایج آزمون اندازه­ گیری زاویه تماس نشان داد که با اصلاح مجدد خاک رس یکبار اصلاح شده ماهیت آب گریزی ماده بیشتر شده است. نانوکامپوزیت­های متشکل از پلیمر / خاک­ رس دوبار اصلاح شده در ۳% وزنی تهیه شدند و تحت آزمون پراش اشعه ایکس قرار گرفتند. نتایج نشان داد که فاصله بین صفحات در نانوکامپوزیت­های حاوی خاک رس دوبار اصلاح شده با مقدار  nm77/3 نسبت به فاصله بین صفحات درنانوکامپوزیت حاوی خاک رس یکبار اصلاح شده بامقدارnm 6/3 افزایش داشته است که این امر به سازگاری هرچه بیشتر خاک رس دوبار اصلاح شده و پلیمر نسبت داده شد. همچنین پایداری حرارتی نانوکامپوزیت­های حاوی ۳% وزنی از خاک رس دوبار اصلاح شده در مقایسه با پلیمر خالص بیشتر شده است.

نوع فایل :word

تعداد صفحات :۸۶

*———————————–*

فصل اول: مقدمه

۱-۱- بیان مسئله

۱-۲- اهمیت و اهداف پروژه

فصل دوم: مروری بر مطالعات انجام شده

۲-۱- پلیمریزاسیون تعلیقی

۲-۱-۱- دور همزن

۲-۱-۲- غلظت پایدار کننده

۲-۲-  سیلیکات­های لایه ای

۲-۳- هدف از اصلاح سطحی نانوخاک رس و روش­های آن

۲-۴-  هدف از اصلاح سطح و لبه صفحات خاک رس توسط اصلاح کننده های سیلانی و چگونگی پیوند خوردن آن بر سطح

۲-۵-  ساختار نانو کامپوزیت­های سیلیکاتی لایه ای

۲-۵-۱- نانوکامپوزیت لخته ای

۲-۵-۲- نانوکامپوزیت میان لایه ای

۲-۵- ۳- نانوکامپوزیت ورقه ورقه شده

۲-۶- روش­های تهیه نانو کامپوزیت­های حاوی خاک رس

۲-۶-۱-  روش فیزیکی

۲-۶-۱-ا- روش محلولی

۲-۶-۱-ب- روش اختلاط مذاب

۲-۶-۲- روش شیمیایی

۲-۶-۲-ا- روش پلیمریزاسیون  درجا

۲-۷- روش­های شناسایی مورفولوژی نانوکامپوزیت­ها

۲-۷-۱- پراش اشعه ایکس

۲-۷-۲- میکروسکوپ الکترونی عبوری

۲-۸-  خواص نانوکامپوزیت­ها

۲-۹-  بررسی کار­های انجام شده

فصل سوم : تجربی

۳-۱-مواد مصرفی

۳-۲-اصلاح مجدد نانو ذرات خاک رس

۳-۳-تهیه مخلوط حاوی مونومر / خاک رس

۳-۴- تهیه نانوکامپوزیت پلیمر/ خاک رس اصلاح شده

۳-۴-۱- تهیه پلی متیل متاکریلات به روش سوسپانسیونی

۳-۴-۲- تهیه نانوکامپوزیت­های پلی متیل متاکریلات / خاک رس اصلاح شده به روش پلیمریزاسیون سوسپانسیونی­درجا

۳-۴-۳- تهیه نانوکامپوزیت به روش اصلاح درجا و پلیمریزاسیون درجا

۳-۵- دستگاه­ها و آزمون­های مورد استفاده جهت بررسی نوع ساختار و خواص حرارتی و مکانیکی نانو کامپوزیت­ها

۳-۵-۱- آزمون طیف سنجی زیر قرمز(FTIR)

۳-۵-۲- آزمون پراش اشعه ایکس(XRD)

۳-۵-۳- آزمون گرماوزن سنجی(TGA)

۳-۵-۴- آزمون خواص گرمایی دینامیکی- مکانیکی(DMTA)

۳-۵-۵-  آزمون میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)

۳-۵-۶- آزمون اندازه گیری زاویه تماس(Contact angle)

۳-۵-۷- آزمون اندازه گیری درصد ژل(Gel content)

فصل چهارم : نتیجه گیری و پیشنهادات