علوم و تکنولوژی پلیمر
سال:1387 | دوره:21 | شماره:2 (پیاپی 94) |تعداد مقالات:10

در این بررسی با استفاده از پوسته برنج و رزین اوره – فرمالدهید در مقادیر 7، 8، 9 و 10 درصد (بر اساس وزن خشک پوسته برنج) تخته خرده ساخته شده است. برای بهبود چسبندگی از 4، 4' – دی فنیل دی ایزوسیانات به مقدار 1 و 2 درصد به جای رزین اوره – فرمالدهید استفاده شده است. با اندازه گیری خواص میکانیکی (استحکام خمشی و چسبندگی داخلی) و فیزیکی (جذب آب و تورم در ضخامت پس از 2 و 24h غوطه ور سازی) اثر مقدار رزین اوره – فرمالدهید و دی ایزوسیانات بر چسبندگی ارزیابی شده است. تجزیه واریانس نتایج به وسیله نرم افزار SPSS و مقایسه میانگین داده ها به کمک آزمون دانکن انجام شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش مقدار رزین اوره – فرمالدهید و جایگزینی بخشی از آن با دی ایزوسیانات تمام خواص مکانیکی و فیزیکی تخته ها بهبود می یابد. به طور کلی، بهترین خواص فیزیکی و مکانیکی در تخته ساخته شده با 10 درصد رزین (8 درصد اوره – فرمالدهید و 2 درصد دی ایزوسیانات) به دست آمده است.

بروز شکست مکانیکی در مواد پلیمری ترد از عمده نقاط ضعف آنهاست. معمولا بروز شکست در این پلیمرها بر اثر اعمال بارگذاری ترکیبی کششی – برشی به وقوع می پیوندد. با وجود این، نتایج حاصل از آزمایش های شکست انجام شده روی چند نمونه رزین پلیمری، که معمولا به عنوان پر کننده دندان استفاده می شوند، با معیارهای نظری موجود قابل پیش بینی نیست. در این مقاله، از یک معیار اصلاح شده برای تخمین بار شکست رزین های یاد شده استفاده شده است. نشان داده شده که معیار اصلاح شده می تواند به سبب در نظر گرفتن دقیق تر توزیع تنش روی مرز ناحیه ترک مویی در نوک ترک تخمین مناسب تری از استحکام این پلیمرها در برابر شکست ترد ارایه کند.

در این پژوهش خواص فیزکی و مانکی، آمیخته پلی اتیلن خط سبک (LLDPE) با کوپلیمر استرین – مالئیک انیدرید استری شده (ESMA) بررسی شد. کوپلیمر استرین – مالئیک انیدرید (SMA) با واکنش رسوبی تولید شد. سپس، کوپلیمر تولید شده به کمک 1 – دکانول در حلال متیل اتیل کتون استری شد. در طیف FTIR نمونه استری شده پیوندهای مربوط به گروه های انیدرید از بین رفته و در عوض پیوندهای مربوط به گروه های استری و اسیدی مشخص شده اند. رفتار گرمایی دو نمونه به کمک DSC و TGA بررسی شد. برای SMA تک پیکی در دمای 143oC مشاده شد. اما، برای ESMA پیک پهنی ظاهر شد که نشان گر رفتار گرمایی متفاوت دو نمونه است. نمودار TGA دو نمونه نشان می دهد که ESMA در دو مرحله تخریب می شود، در حالی که ESMA در یک مرحله تخریب شد. LLDPE با درصدهای مختلفی از ESMA در مخلوط کن داخلی آمیخته شد. با دستگاه قالب گیری فشاری از نومونه ها فیلم تهیه گردید. با افزایش مقدار ESMA در آمیخته مدول نمونه ها افزایبش پیدا کرد. در حالی که مقدار کشش تا شکست و استحکام کششی کاهش یافت. نتایج آزمون های اندازه گیری زاویه تماس و قرار دادن نمونه ها در محلول بافر (pH=8) نشان دادند که با افزایش مقدار ESMA در آمیخته ها آب دوستی و انحلال پذیری آمیخته افزایش می یابد.

یکی از روش های ساخت کامپوزیت های کربن – کربن، استفاده از پلیمرهایی است که در اثر عملیات گرمایی، کربن قابل توجهی از خود به جای می گذارند. انجام عملیات کربنی شدن، موجب ایجاد تخلخل در قطعه و جمع شدگی آن می شود که به منظور رفع آن چرخه تلقیح رزین و کربنی شدن تکرار می شود . این امر موجب هزینه فرایند و نیز مدت زمان انجام آن می شود. همچنین، جمع شدگی حاصل از کربنی شدن موجب ترک خوردگی ماتریس و جدا شدن آن از سطح تماس با الیاف می شود. در این پژوهش تهیه آمیزه رزینی که درصد کربن آن بیشتر از رزین فنولی باشد و مقدار جمع شدگی آن به حداقل برسد، بررسی شده است. برای تهیه آمیزه مودر نظر که مرکب از چهار جز بود، ابتدا جز محلول قیر استخراج و در رزین رزول پخش شد. سپس، با افزودن پارافرمالدهید، واکنش پلیمر شدن در حضور قیر انجام شد که بدین ترتیب، آمیزه رزول – قیر به دست آمد. آمیزه دوم محلول نووالاک – فورفورال با نسبت جرمی 55 به 45 و حاوی 9 درصد جرمی هگزامتیلن تتراآمین برای پخت بود. این آمیزه در درصدهای 10، 20، 50 و 80 به جز اول (آمیزه رزول – قیر) افزوده شد. نمونه های به دست آمده پخت شد و در شرایط کربنی شدن قرار گرفت. ریز ساختار رزین کربنی شده به کمک XRD بررسی شده و بازده کربنی شدن و جمع شدگی های خطی و حجمی نمونه ها به دست آمده است. نتایج نشان می دهد که در نسبت 80 به 20 رزول – قیر به نووالاک – فورفورال، بازده کربنی شدن به مقدار حداکثر 71 درصد و جمع شدگی حجمی آن به مقدار حدالقل 16.4 درصد می رسد. همچنین مطالعات XRD نشان دهنده تشکیل ساختار گرافیتی در نمونه هاست که برای ساخت کامپوزیت های کربن – کربن ضروری است.

به منظور بررسی اثر نانوذرات کربنات کلسیم در دمای بالا بر رفتار کششی پلی اتیلن با چگالی متوسط، نمونه های نانو کامپوزیتی با ترکیبات 0، 2، 5 و 10 درصد وزنی از کربنات کلسیم به روش قالب گیری فشاری تهیه شد. فیلم های تهیه شده با ضخامت حداکثر 10mm با استفاده از دستگاه تجزیه گرما مکانیکی، زیر بارگذاری کششی در دماهای 30، 60 و 90oC قرار گرفتند. نتایج بررسی ها نشان داد که افزای نانو ذارت کربنات کلسیم باعث افزایش استحکام و مدول نمونه های نانو کامپوزیتی در مقایسه با نمونه پی اتیلن با چگالی متوسط شده است. با افزایش دما نیز این روند افزایشی استحکام، با افزایش نانو ذرات کلیسیم وجود دارد.

در این پژوهش، ابتدا کاتالیزور فعال زیگلر – ناتا بر پایه Ti ساخته شد. سپس، برای تولید پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار زیاد، پلیمر شدن دوغابی در شرایط مختلف انجام و اثر پارامترهایی مانند فشار، دما، ترکیب درصد کاتالیزور و فشار هیدروژن بررسی شد. با توجه به نتایج، با افزایش نسبت [Al][Ti] و دما سرعت پلیمر شدن ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. همچنین، افزایش فشار مونومر و دور هم زن و کاهش فشار هیدروژن، سرعت مصرف مونومر و وزن مولکولی پلیمر تولید شده را افزایش می دهد. پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار زیاد نیز در شرایط خاص و در غیاب هیدورژن تولید می شود

رزین فنولی یکی از قدیمی ترین رزین های گرما سخت است که به دلیل پایداری گرمایی زیاد کاربردهای شایان توجهی را در صنایع مختلف پیدا کرده است. در این پژوهش، پخت رزین فنولی در دمای محیط به کمک پارتولوئن سولفونیک اسد و همچنین خواص کامپوزیت های فنولی تقویت شده با الیاف سیلیکا تهیه شده به روش پخت گرمایی و محیطی بررسی شده است. خواص مکانیکی این کامپوزیت ها مانند مقاومت ضربه، خواص خمشی و همچنین سختی نمونه ها مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد که برای داشتن زمان ژل شدن حدود 20min به مقدار 5.5 درصد وزنی اسید نیاز است. ساختار شیمیایی هر دو رزین پخت محیطی و گرمایی تقریبا یکسان است. اگر چه در سامانه پخت محیطی ساختار شبکه ای کاملی شکل نمی گیرد. ولی تفاوتی اساسی در طیب FTIR آنها مشاده نمی شود. نتایج گرما وزن سنجی نیز نشان می دهد که اگرچه مقدار خاکستر باقی مانده در 600oC در محیط گازی خنثی برای پخت محیطی، 17 درصد بیشتر از پخت گرمایی است، اما پایداری گرمایی هر دو سامانه پخت شده محیطی و گرمایی تقریبا یکسان است، تجزیه عنصری نشان می دهد که این اختلاف ناشی از تفاوت در محتوای کربن نیست. همچنین نتایحج نشان می دهد که کامپوزیت های پخت شده در دمای محیط و به کمک اسید خواص مکانیکی ضعیت تری نسبت به کامپوزیت های پخت گرمایی دارند. اما، با انجام عملیات پس پخت به خواص مکانیکی تقریبا یکسانی می توان دست یافت.

لانه زنبوری های گرمانرم از جنس پلی پروپیلن یکی از جدیدترین انواع هسته هایی هستند که در دیواره های ساندویچی مورد استفاده قرار گرفته اند. تا کنون بررسی های کمی روی خواص مکانیکی دیواره های ساندویچی دارای هسته لانه زنبوری گرمانرم انجام شد و کمتر سعی شده است که خواص آنها شبیه سازی شود. در این مقاله، با توجه به شباهت رفتار مکانیکیلانه زنبوری ها با اسفنج ها سعی شده، واکنش لانه زنبوری ها در برابر تورفتگی ایستا با استفاده از مدل Crushable Foam که خاص اسفنج هاست، به وسیله نرم افزار اجزای محادود ABAQUS شبیه سازی شود. منحنی به دست آمده از تحلیل عددی انطباق خوبی را به منحنی تجربی تا جا به جایی حدود 20 درصد ضخامت نمونه ها نشان می دهد. با توجه به این که در بارگذاری های استا معمولا گسیختگی قطعه مد نظر نیست، به نظر می رسد، مدل Crushable Foam مدل موادی مناسبی برای شبیه سازی رفتار لانه زنبوری های گرمانرم در تحلیل ایستاست.

در این پژوهش، مدلی ریاضی برای مدل سازی جریان مذاب پلیمری در ناحیه حدیده اکسترو در ارایه شده است. این مدل برای مذاب های پلیمری با رفتار رئولوژیکی قابنون توانی توسعه داده شده و اثر گرانوری مذاب پلیمری بر دقت تحلیل مدل، مورد ارزیابی قرار گرفته است. معادلات حاکم برای سیالات غیر نیوتنی که از مدل قانون توانی تبعیت می کنند، با استفاده از روش اجزای محدود حل شده است. بدین منظور، روش استاندارد گلرکین و روش ترکیبی برای حل معادلات جریان به کار گرفته شده است. به منظور امکان شبکه بندی هندسه های پیچیده، این مدل بر اساس استفاده از اجزای هرمی توسعه داده شده و اجزای هرمی چهار وجهی 10 و 4 گره ای به ترتیب برای محاسبه سرعت و فشار به کار رفته است. با توجه به غیر خطی بودن معادلات، از روش تکرار پیکارد برای حل معادلات استفاده شده است. در نهایت با استفاده ازمدل به دست آمده، جریان مذاب سه نوع پلی اتیلن با گرانروی های مختلف از درون حدیده اکسترودر تک پیچی، شبیه سازی و برای بررسی اعتبار آن نتایج مدل سازی با نتایج تجربی مقایسه شد.