تهیه نانو کامپوزیت‌های هیبریدی بر پایه رزین یورتان- اکریلات/الیاف طبیعی/نانو رس و بررسی خواص آن‌ها

به دلیل ویسکوزیته پایین و خواص ضد اشتعال و پخت نسبتاً آسان، رزین‌‌های یورتان-اکریلات مورد توجه می‌باشند. از طرفی الیاف طبیعی با منابع تجدید شونده، قیمت پایین، دانسیته کم و خواص ویژه بالا، از قابلیت ویژه‌ای برای استفاده در کامپوزیت‌ها برخوردار می‌باشد. اما جذب رطوبت نسبتاً زیاد و آتش گیر بودن آن‌ها، در مقایسه با الیاف کربن و شیشه، کاربری آن‌ها را محدود نموده است. تلفیق رزین یورتان-اکریلات با الیاف طبیعی می‌تواند خواص خوبی به لحاظ فیزیکی و مکانیکی ایجاد نماید. از طرفی حضور ذرات در ابعاد نانو می‌تواند بر خواص مکانیکی، حرارتی و جذب آب آن‌ها اثرات مطلوبی داشته باشد. در فاز اول این پروژه رزین یورتان-اکریلات (Modar) با نانو رس در درصد‌های وزنی مختلف با استفاده از هموژنایزر و حمام اولتراسونیک تلفیق شد. ساخت نمونه‌‌های مورد نیاز جهت انجام آزمون‌های فیزیکی و مکانیکی با استفاده از قالب سیلیکونی و به روش ریخته‌گری انجام شد. پخش نانو ذرات با استفاده از تکنیک‌های TEM، XRD و اندازه‌گیری ویسکوزیته بررسی شد. خواص مکانیکی شامل (کشش، خمش و ضربه) و خواص فیزیکی نانو کامپوزیت‌های حاصله شامل (سختی، سرعت سوختن و جذب آب)  مورد بررسی قرار گرفت.در فاز دوم تحقیق، الیاف طبیعی فلاکس توسط عامل اتصال دهنده سیلانی با نام تری اتو کسی وینیل سیلان آماده سازی شد. با این توصیف به جهت مشاهده اثر عامل اتصال دهنده سیلانی و همچنین پخش نانو ذرات خاک رس در کامپوزیت و نانوکامپوزیت‌‌های هیبریدی حاصله، این بخش از پروژه به سه قسمت تقسیم شد: در قسمت اول، کامپوزیت‌‌های بر پایه رزین یورتان-اکریلات تقویت شده با الیاف اصلاح نشده (FRP) تهیه شد تا با ورود عامل اتصال دهنده سیلانی در قسمت دوم، اثر بهبود فصل مشترک در خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت‌‌های تقویت شده با الیاف سیلانی اصلاح شده (FRST) مورد بررسی قرار گیرد. در قسمت سوم نیز به منظور تأثیر نانو ذرات خاک رس بر خواص فیزیکی و مکانیکی نانو کامپوزیت‌های هیبریدی تقویت شده با الیاف فلاکس اصلاح شده (FRSTN)، از نانو کامپوزیت حاوی ۳درصد وزنی نانو کلی که در فاز اول به لحاظ تکنیک‌های شناسایی و خواص به عنوان بهینه‌ترین فرمولاسیون انتخاب شده بود به عنوان فاز ماتریس مورد استفاده قرار گرفت. کامپوزیت‌ها و نانو کامپوزیت‌‌های هیبریدی تقویت شده با الیاف اصلاح شده و اصلاح نشده توسط فرآیند قالب‌گیری رزین تحت خلاً تهیه شد. بهبود فصل مشترک کامپوزیت و نانو کامپوزیت‌های هیبریدی فوق به وسیله عامل اتصال دهنده سیلانی توسط تصاویر SEM دنبال شد. وجود نانو ذرات خاک رس و عامل اتصال دهنده سیلانی به ترتیب در ماتریس پلیمری و سطح الیاف طبیعی، توسط تکنیک‌ EDXA بررسی شد. در انتها خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت و نانو کامپوزیت‌های هیبریدی تهیه شده در فاز دوم اندازه‌گیری شد و اثرات عامل اتصال دهنده سیلانی و نانو ذرات خاک رس در آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت.

نوع فایل:word

تعداد صفحات :۱۳۲

*———————————–*

فصل اول : مقدمه

۱-۱-کامپوزیت‌ها

۱-۲-نانو فناوری

۱-۳-نانو کامپوزیت‌ها

۱-۳-۱-تاریخچه تهیه و استفاده از نانو کامپوزیت‌ها

۱-۳-۲-معرفی نانو کامپوزیت‌ها

۱-۴-هدف

فصل دوم : مروری بر مطالعات انجام شده

۲-۱-فاز پیوسته (زمینه/ماتریس)

۲-۱-۱-رزین یورتان-اکریلات

۲-۱-۲-رزینهای پلی استر غیر اشباع

۲-۱-۳-رزینهای وینیل استر

۲-۲-الیاف

۲-۲-۱-ویژگی‌های الیاف طبیعی

۲-۲-۲-روش‌های اصلاح الیاف طبیعی

۲-۳-نانو ذرات

۲-۳-۱-سیلیکات‌های لایه‌ای

۲-۳-۲-ساختمان و خواص سیلیکات‌‌های لایه‌ای آلی دوست

۲-۴-انواع نانو کامپوزیت‌‌های خاک رس

۲-۴-۱-میکرو کامپوزیت

۲-۴-۲-نانو کامپوزیت در هم رفته

۲-۴-۳-نانو کامپوزیت ورقه شده

۲-۵-روش‏‌های تهیه نانوکامپوزیت‌‌های پلیمری

۲-۵-۱-پلیمریزاسیون نفوذی درجا

۲-۵-۲-درهم گرفتگی پلیمر یا پیش پلیمر از محلول ( محلولی)

۲-۵-۳-اختلاط مذاب

۲-۶-روش‏‌های شناسایی نانوکامپوزیت‌‌های لایه‌ای

۲-۶-۱-پراش اشعه ایکس

۲-۶-۲-میکروسکوپی الکترونی عبوری

۲-۶-۳-سایر تکنیک‌های شناسایی

۲-۷-روش‌های شکل دهی کامپوزیت‌ها

۲-۷-۱-قالب‌گیری رزین تحت خلاً

۲-۷-۲-تجهیزات فرآیند قالب‌گیری رزین تحت خلاً  و راه اندازی

۲-۸-تحقیقات گزارش شده

۲-۸-۱-نانو کامپوزیت‌های حاوی نانو ذرات رس

۲-۸-۲-کامپوزیت‌های تقویت شده با الیاف طبیعی

۲-۸-۳-نوآوری در پژوهش

فصل سوم : بخش تجربی

۳-۱-مواد و تجهیزات

۳-۱-۱-مواد

۳-۱-۲-تجهیزات

۳-۲-روش آزمون

۳-۲-۱-پخش و باز نمودن  نانو ذرات در ماتریس رزینی

۳-۲-۲-اصلاح سطح الیاف

۳-۳-مشخصه یابی پخش نانو‌ذرات و آماده‌سازی سطح الیاف

۳-۳-۱-ویسکوزیته

۳-۳-۲-آزمون پراش اشعه ایکس

۳-۳-۳-میکروسکوپ الکترونی روبشی / تجزیه پرتو ایکس با انرژی پاشنده

۳-۳-۴-میکروسکوپ الکترونی عبوری

۳-۳-۵-آزمون‌های مشخصه یابی آماده سازی سطح الیاف

۳-۴-تهیه و تولید کامپوزیت و نانو کامپوزیت‌ها

۳-۴-۱-تهیه قالب چوبی

۳-۴-۲-تهیه قالب سیلیکونی

۳-۴-۳-سیستم پخت رزین یورتان-اکریلات

۳-۴-۴-تهیه کامپوزیت‌های پر شده با نانو ذرات با استفاده از فرآیند ریخته‌گری

۳-۴-۵-تولید کامپوزیت‌های تقویت شده با الیاف طبیعی توسط فرآیند قالب‌گیری رزین تحت خلاً

۳-۵-آزمون‌های تعیین خواص نمونه‌‌های کامپوزیتی

۳-۵-۱-آزمون کشش

۳-۵-۲-آزمون خمش

۳-۵-۳-آزمون ضربه

۳-۵-۴-شکاف زن

۳-۵-۵-سختی سنجی بارکول

۳-۵-۶-سرعت سوختن

۳-۵-۷-جذب آب

فصل چهارم : نتایج و بحث

۴-۱-نانوکامپوزیت‌‌های بر پایه رزین یورتان-اکریلات و نانو ذرات خاک رس

۴-۱-۱-مشخصه یابی نانو کامپوزیت

۴-۱-۲-خواص مکانیکی و فیزیکی

۴-۲-کامپوزیت‌ها و نانوکامپوزیت‌‌های یورتان‌اکریلات تقویت شده با الیاف فلاکس قبل و بعد از اصلاح سیلانی الیاف

۴-۲-۱-مشخصه یابی کامپوزیت‌ها و نانو کامپوزیت‌ها

۴-۲-۲-خواص فیزیکی و مکانیکی

فصل پنجم : نتیجه‌گیری و پیشنهادات

۵-۱-نتیجه‌گیری

۵-۲-پیشنهادات جهت ادامه تحقیق

فصل ششم : مراجع و منابع

۶-۱-منابع و مراجع