علوم و تکنولوژی پلیمر
سال:1390 | دوره:24 | شماره:1 (پیاپی 111) |تعداد مقالات:5

اسفنج های پلی یورتان به دلیل مقاومت مکانیکی بهتر، ظرفیت بیشتر عایق صدا بودن و میرایی، مقاومت بیشتر در برابر هیدروکربن ها و پیرشدگی، مصرف زیادی در مقایسه با سایر اسفنج ها در کاربردهای مختلف از مبلمان منازل تا ساختارهای ساندویچی پیدا کرده اند. خاصیت اشتعال پذیری پلی یورتان ها، اهمیت حفاظت محیط های زندگی و کاری در برابر آتش سوزی و حفظ جان افراد در که در آنها موجب شده است تا مطالعه و بررسی پژوهش های انجام شده درباره تجزیه گرمایی، اشتعال پذیری و بازدارندگی اشتعال آنها را ضروری می سازد. در سال های اخیر دستاوردهای نوینی در استفاده از افزودنی های کارآمد برای بهبود خواص بازدارندگی اشتعال پلی یورتان ها و هم چنین نانوکامپوزیت های پلی یورتانی به دست آمده است. در این مقاله، تجزیه گرمایی، اشتعال پذیری و بازدارندگی اشتعال در پلی یورتان ها به ویژه اسفنج های پلی یورتانی بررسی و آثار بازدارنده های اشتعال اعم از ترکیبات هالوژن دار، ترکیبات معدنی، عوامل پف زا، ترکیبات فسفردار آلی و معدنی به صورت واکنش پذیر و افزودنی، گرافیت انبساط پذیر و محصولات جدید بر پایه نانوکامپوزیت ها مطالعه و مرور شده اند.

در این پژوهش، پارچه حلقوی پنبه- پلی استر به عنوان یکی از محصولات نساجی که به مقدار زیاد تولید می شود با نانوذرات تیتانیم دی اکسید عمل آوری شده است. سفیدتر بودن کالای عمل آوری شده با نانوذرات تیتانیم دی اکسید نسبت به پارچه عمل آوری نشده و خاصیت خودپاک کنندگی آن قابل توجه بوده است. افزون بر این، امکان رنگ بری رنگ زای واکنش پذیر سیاه 5 با این پارچه نیز بررسی و گزارش شده است. هم چنین، پایداری نانوذرات تیتانیم دی اکسید روی پارچه حلقوی پنبه- پلی استر به کمک سیتریک اسید به همراه سدیم هیپوفسفیت به عنوان کاتالیزور بررسی شده است. این نمونه ها خواص خودتمیزشوندگی مناسبی در آزمون لکه بری رنگ زای مستقیم 80 نشان داده اند. استفاده از سیتریک اسید در مجاورت سدیم هیپوفسفیت سبب پایداری نانوذرات تیتانیم دی اکسید پس از 10 مرتبه شست و شو شده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی و تصاویر به دست آمده از پراش پرتو X وجود نانوذرات تیتانیم دی اکسید را روی پارچه عمل آوری شده پس از 10 مرتبه شست و شو تایید کرده است. نمونه های عمل آوری شده با نانوذرات تیتانیم دی اکسید سبب رنگ بری از پساب رنگزای واکنش پذیر سیاه 5 نیز شده است.

در این پژوهش، خواص مکانیکی کامپوزیت چوب- پلاستیک حاصل از مخلوط پلی اتیلن و پلی پروپیلن به همراه آرد چوب بررسی شد. به منظور ایجاد امتزاج پذیری و سازگاری بین دو فاز پلیمر از دو نوع سازگارکننده استیرن- اتیلن بوتیلن– استیرن (SEBS) و اتیلن- پروپیلن دی ان مونومر (EPDM) استفاده شد. اختلاط به وسیله مخلوط کن داخلی Haake انجام شد و نمونه های چوب- پلاستیک به کمک دستگاه قالب گیری تزریقی ساخته شدند. خواص مکانیکی نمونه های چوب- پلاستیک از جمله مدول کشسانی خمشی، استحکام خمشی، مقاومت ضربه ای بدون شکاف و استحکام کششی اندازه گیری شد. وجود چهار عامل درصد ترکیب پلیمرها، مقدار جفت کننده MAPP، مقدار سازگارکننده بین پلیمرها و نوع سازگارکننده پلیمری هر کدام در حداکثر 3 سطح تغییرات مطالعه شد. بدین منظور از طراحی آزمایش به روش تاگوچی برای دست یابی به خواص مکانیکی بهینه استفاده شد. سطوح بهینه عوامل در ساخت کامپوزیت چوب- پلاستیک شامل 80 درصد وزنی پلی اتیلن و 20 درصد وزنی پلی پروپیلن، مقادیر 4 درصد وزنی سازگارکننده MAPP و 2 درصد وزنی سازگارکننده بین پلیمرها از نوع EPDM به دست آمد. به منظور شکل شناسی ناحیه بینابینی پلیمرها و الیاف سلولوزی تصاویر SEM از سطح مقطع شکست نمونه ها تهیه شد.

لاتکس آبی نانوکامپوزیت پلی (استیرن- کو- بوتیل آکریلات)-خاک رس به روش پلیمرشدن رادیکالی انتقال اتم درجا با استفاده از فعال کننده تولید شده از راه انتقال الکترون (AGET ATRP) سنتز شد. ابتدا لایه های خاک رس در مخلوط استیرن، بوتیل آکریلات و هگزادکان متورم شدند. سپس، اختلاط مخلوط نهایی برای دست یابی به مینی امولسیون پایدار با فراصوت دهی انجام شد. برای تهیه لاتکس نانوکامپوزیت پلی (استیرن- کو- بوتیل آکریلات)- خاک رس، عامل کاهنده آسکوربیک اسید قطره قطره برای کاهش واکنش های پایان به ریز امولسیون پایدار حاوی خاک رس در راکتور اضافه شد. اندازه ذرات و توزیع آنها به روش پراکندگی نور لیزری اندازه گیری شد. اندازه ذرات نهایی لاتکس ها در محدوده 138-171nm بود. اندازه ذرات در نانوکامپوزیت ها، با افزایش درصد خاک رس افزایش یافت. متوسط عددی و وزنی وزن مولکولی پلیمرهای حاصل و توزیع آنها با روش رنگ نگاری ژل تراوایی معین شد. توزیع باریک وزن مولکولی نشان از انجام موفق روش پلیمرشدن رادیکالی انتقال اتم در مینی امولسیون بود. با توجه به نتایج طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته، کوپلیمرهای سنتز شده شناسایی و درصد مولی هر یک از مونومرها در ترکیب کوپلیمر محاسبه شد. نتایج آزمون پراش پرتو X و میکروسکوپ الکترونی عبوری، دست یابی به ترکیبی از ساختار بین لایه ای و ساختار بین لایه ای منظم و نیز توزیع یکنواخت نانوذرات خاک رس را در بستر پلیمری نشان داد.

چندلایه ای های فلز- الیاف از کنار هم قرار گرفتن صفحات فلزی و لایه های ساخته شده از کامپوزیت های الیافی تشکیل می شوند. خواص مکانیکی مناسب، باعث شده این کامپوزیت ها کاربرد گسترده ای در صنایع، به ویژه صنایع هواپیماسازی پیدا کنند. در این پژوهش، رفتار چندلایه ای های فلز- الیاف زیر بار ضربه بررسی شده است. در تحلیل چندلایه ای ها از روش انرژی استفاده شد. در این روش با استفاده از شکل ساده شده معادلات فون- کارمن جمله های مختلف انرژی برای سازه زیر بار ضربه محاسبه شد. به منظور انجام آزمون های تجربی نیز دو گروه نمونه با زاویه الیاف متفاوت ساخته شد و هر نمونه در دو سطح مختلف انرژی، به وسیله دستگاه ضربه ثقلی مورد آزمایش قرار گرفت. در هر دو سطح انرژی، نمونه های متقارن از نمونه های نامتقارن مقاومت بیشتری نشان دادند. با افزایش سرعت اولیه ضربه زننده و در نتیجه افزایش انرژی ضربه در محدوده بررسی شده، تعداد لایه های جداشده، مساحت ناحیه جدایش لایه ها و نیز تعداد لایه های شکسته شده افزایش می یابد، اما روند جذب انرژی برای نمونه ها درمقایسه با سطح کمتر انرژی، تغییری نمی کند. مقایسه نتایج تحلیلی با نتایج تجربی نشان داد، روش تحلیلی به کار گرفته شده برای پیش بینی خواص ضربه چندلایه ای های فلز- الیاف مناسب است.