علوم و تکنولوژی پلیمر
سال:1388 | دوره:22 | شماره:5 (پیاپی 103) |تعداد مقالات:8

در این مقاله، خواص فیزیکی- مکانیکی آمیزه سه گانه NR/BR/EPDM در دو حالت اختلاط واکنشی و غیرواکنشی بررسی و مطالعه شده است. اثر EPDM عامل دار شده روی خواص فیزیکی- مکانیکیNR/BR  (به عنوان آمیزه دیواره تایر) ارزیابی و مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد، مقاومت به اوزون با افزودن EPDM عامل دار شده به آمیزه دیواره تایر بهبود یافته و افزایش استحکام کششی و ازدیاد طول تا پارگی با استفاده از روش اختلاط واکنشی نسبت به روش غیرواکنشی قابل ملاحظه است. مطالعه شکل شناسی نیز بهبود در سازگاری آمیزه سه گانه را در اثر عامل دار کردن EPDM نشان می دهد. نتایج حاصل از آزمون های خستگی تا شکست و مقاومت پارگی نیز برای دو روش اختلاط واکنشی و غیرواکنشی مقایسه و بهبود خواص در روش واکنشی تایید شده است.

در این پژوهش، ابتدا پلی (وینیل استات) به روش پلیمر شدن در محلول سنتز شده و سپس با الکل کافت قلیایی آن، پلی (وینیل الکل) تولید شده است. هدف کار، بررسی اثر عوامل واکنش طی پلیمرشدن وینیل استات، روی درصد تبدیل این مونومر، درصد شاخه ای شدن گروه استیل در پلی (وینیل استات) و وزن مولکولی عددی پلی (وینیل الکل) با استفاده از روش طراحی آزمایش و به کارگیری روش تاگوچی بوده است. عوامل واکنش در نظر گرفته شده شامل زمان پلیمرشدن، نسبت مولی آغازگر به مونومر و نسبت حجمی مونومر به حلال در پلیمرشدن وینیل استات است. تحلیل واریانس نتایج بیانگر اهمیت زیاد تمام این عوامل بر درصد تبدیل وینیل استات و مقدار شاخه ای شدن گروه استیل در پلی (وینیل استات) است. نسبت حجمی مونومر به حلال تنها عامل موثر بر وزن مولکولی عددی پلی (وینیل الکل) است که بیشترین اثر را بر تمام پاسخ های در نظر گرفته شده دارد. با افزایش این نسبت، درصد تبدیل وینیل استات، مقدار شاخه ای شدن گروه استیل در پلی (وینیل استات) و وزن مولکولی پلی (وینیل الکل) افزایش می یابد.

با استفاده از طراحی آزمایش فاکتوریل کامل (23) پلیمرشدن دوغابی اتیلن در مجاورت کاتالیزور زیگلر- ناتای صنعتی TiCl4/MgCl2 ارزیابی شده است. پارامترهای واکنش که به عنوان متغیر مستقل استفاده شده اند، عبارتند از: نسبت مولی Al/Ti، دمای واکنش و فشار جزیی هیدروژن که به عنوان عامل انتقال زنجیر به کار می رود. پلیمرشدن در فشار کل 9bar انجام شده است. فعالیت کاتالیزور، شاخص جریان مذاب و دمای ذوب پلیمر به شکل آماری با استفاده از روش سطح پاسخ تجزیه و تحلیل شده است. نتایج نشان می دهد، فشار جزیی هیدروژن بیشترین و دما کمترین اثر را بر فعالیت کاتالیزور دارد. بر هم کنش دوتایی نسبت مولی -Al/Ti فشار جزیی هیدروژن و دما- فشار جزیی هیدروژن بر فعالیت کاتالیزور موثر است. اما، بین دما و نسبت مولی Al/Ti برهم کنشی وجود ندارد. فشار جزیی هیدروژن، دما و بر هم کنش این دو متغیر بیشترین اثر را روی شاخص جریان مذاب دارد. از مدل مکعبی برای توصیف سطح پاسخ فعالیت کاتالیزور و شاخص جریان مذاب پلیمر به شکل تابعی از عوامل استفاده شده است. از نظر آماری اثر نسبت مولی Al/Ti، دما و فشار جزیی هیدروژن وبر هم کنش آنها روی دمای ذوب دارای اهمیت نبوده است. به همین دلیل، مدل مکعبی برای دمای ذوب ارایه شده است.

در این پژوهش، رفتار خزش- بازگشت کامپوزیت آرد چوب- پلی پروپیلن با تخته فیبر نیمه سنگین (MDF) و تخته خرده چوب مقایسه شده است. برای این منظور، کامپوزیت آرد چوب- پلی پروپیلن (با سازگار کننده و بدون آن) با روش اکستروژن و به کمک اکسترودر دوپیجی ناهم سوگرد ساخته شد. MDF و تخته خرده چوب از تولید کنندگان داخلی تهیه شد. آزمون خزش خمشی کوتاه مدت به مدت 2h (1h خزش و 1h بازگشت) انجام شده است. مقدار بارگذاری در آزمون خزش بر اساس 30 درصد از بار شکست نمونه ها (به دست آمده از آزمون خمش ایستا) انتخاب شده است. برای پیش بینی رفتار خزش مواد مورد مطالعه در این پژوهش از مدل Findley استفاده شده است. نتایج نشان می دهد، کامپوزیت آرد چوب- پلی پروپیلن نسبت به MDF و تخته خرده چوب ضریب خزش و خزش نسبی بیشتری دارد، در حالی که درصد بازگشت تغییر شکل در این مواد کمتر است. هم چنین، مدول خزش در آغاز خزش در کامپوزیت آرد چوب- پلی پروپیلن نسبت به MDF و تخته خرده چوب بیشتر است. اما، درصد کاهش مدول خزش در پایان خزش در کامپوزیت آرد چوب- پلی پروپیلن بیشتر از MDF و تخته خرده چوب است. سازگار کننده رفتار خزش- بازگشت کامپوزیت آرد چوب- پلی پروپیلن را بهبود می بخشد. به کمک مدل Findley می توان رفتار خزشی مواد آزمونی را با دقت بسیار زیاد پیش بینی کرد.

در این پژوهش، نخ های نایلون و نایلون- لایکرا به وسیله پلی آنیلین و پلی پیرول به عنوان پلیمرهای رسانا پوشش یافته اند و تغییرات رسانایی الکتریکی آنها زیر کشش بررسی شده است. رسانایی الکتریکی نخ های پوشش یافته زیر کشش و ازدیاد طول های مختلف به کمک روش دو نقطه ای اندازه گیری شده و میزان حساسیت مقاومتی آنها نسبت به کشش مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بررسی نشان می دهد، رسانایی الکتریکی همه نخ های پوشش یافته زیر کشش با افزایش طول بیشتر می شود. هم چنین، تغییرات رسانایی الکتریکی نخ نایلون- لایکرا پوشش یافته در اثر کشش بیشتر از تغییرات رسانایی الکتریکی نخ نایلون پوشش یافته است. حساسیت نخ های پوشش یافته با پلی آنیلین نسبت به کشش نیز بیش از حساسیت نخ های پوشش یافته با پلی پیرول است. بررسی ارتباط بین رسانایی الکتریکی و طول نخ ها در فرایند کشش نشان می دهد، ارتباط نزدیک به خط با ضریب هم بستگی (R2) برابر 0.93 برای نخ نایلونی و 0.97 برای نخ نایلون- لایکرا وجود دارد. اعمال ازدیاد طول چرخه ای به نخ های پوشش یافته نشان می دهد، حساسیت نسبت به کشش نخ نایلون- لایکرا پایداری بهتری نسبت به نخ نایلون دارد. نخ متشکل از نایلون و لایکرا قابلیت حفظ حساسیت کششی را در چرخه های متوالی ازدیاد طول دارد. در حالی که نخ نایلونی پس از 3 چرخه ازدیاد طول به طور کلی حساسیت کششی خود را از دست می دهد.

در این پژوهش، تهیه و خواص کامپوزیت های حاصل از سلولوز استات بوتیرات (CAB) و سلولوز استات پروپیونات (CAP) با مقادیر مختلف نانوذرات باریم استرانسیم تیتانات (BST) بررسی شده است. نانوذرات باریم استرانسیم تیتانات با فرمول Ba0.77Sr0.23TiO3 به روش سل- ژل تهیه و سپس درجه خلوص و اندازه ذرات آن با روش پراش پرتو X اندازه گیری شد. پس از ساخت کامپوزیت ها با 10 تا 50 درصد حجمی BST، نحوه توزیع نانوذرات در آنها با میکروسکوپ الکترون پویشی بررسی شده است. ثابت دی الکتریک نمونه های آزمون در بسامدهای 1 و 100 kHz در دمای محیط اندازه گیری شده است. نتایج نشان می دهد، روش استفاده شده منجر به تولید کامپوزیت های یکنواخت و متراکم می شود. با افزایش مقدار ذرات BST در کامپوزیت، ثابت دی الکتریک آنها زیاد می شود و روند آن از معادله تغییریافته Lichtenecker پیروی می کند. ثابت دی الکتریک کامپوزیت سلولوز استات پروپیونات با افزایش مقدار نانوذرات افزایش بیشتری را نشان می دهد. افزون بر این، با افزایش بسامد اندازه گیری، ثابت دی الکتریک کامپوزیت کاهش می یابد و مقدار کاهش در مقادیر بیشتر نانوذرات BST بیشتر است.

در این پژوهش، بررسی ریزساختار 1، -4 پلی بوتادی ان با وزن های مولکولی کم مطالعه شده است. پارامترهای اساسی در ریزساختار پلی بوتادی ان تعیین میزان ایزومرهای 1، -4 سیس، 1، -4 ترانس و 1، -2 وینیل است که به کمک روش طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) انجام شده و برای این منظور دو روش 1H NMR و 13C NMR به کار گرفته شده است. پارامتر دیگر در پلی بوتادی ان با وزن های مولکولی کم به دست آوردن متوسط وزن مولکولی عددی به کمک NMR است که با نتایج روش رنگ نگاری ژل تراوایی مقایسه شده است. به علت وجود گروه متیل در انتهای زنجیر، این امکان فراهم می شود تا با اندازه گیری مقدار و مقایسه با واحدهای تکرار شونده، مقدار وزن مولکولی عددی به کمک فنون NMR محاسبه شود. در بخش دوم این پژوهش، تبدیل ایزومرشدن سیس و ترانس به یک دیگر در شرایط گرمایی غیرپیرولیتیکی مطالعه شده که در دماهای 200 تا 250°C در محیط عادی از اکسیژن انجام شده است. نتایج نشان می دهد، با افزایش زمان گرمادهی از مقدار ایزومر سیس کاسته شده و به مقدار ایزومر ترانس افزوده می شود. به واسطه وجود 1، -2 وینیل، با افزایش زمان گرمادهی در دمای 250°C مقدار متوسط وزن های مولکولی افزایش یافته و هیچ نوع شکست زنجیر در 1، -4 پلی بوتادی ان رخ نمی دهد.

به منظور ارزیابی رفتار رئولوژیکی آمیخته های پلیمری به کمک نظریه های امولسیونی (مدل پالیرن) و میکرومکانیکی (مدل کوران)، دو سامانه پلیمری بر پایه پلی استر (پلی تری متیلن ترفتالات) به عنوان سامانه های مدل انتخاب شدند. بدین منظور، آمیخته های حاصل از اختلاط مذاب پلی استر مزبور با یک پلیمر غیرقطبی (پلی اتیلن) و نیز آمیخته پلی استر با یک پلیمر قطبی (پلی آمید (12 بررسی شدند. اثر بر هم کنش های بین سطحی، نسبت گرانروی اجزا، ترکیب درصد و سرعت کرنش بر رفتار رئولوژیکی این آمیخته ها به کمک این مدل ها توضیح داده شد. داده های تجربی حاصل از آزمایش های رئولوژی و شکل شناسی به کمک دو مدل پالیرن و کوران بررسی شد. در هر دو سامانه مورد بررسی، مدل پالیرن انطباق قابل قبولی با داده های تجربی نشان نداد. این موضوع به بیشتر بودن غلظت فاز پراکنده و اختلاف زیاد گرانروی اجزا ارتباط داده شد. با این حال، تطابق بهتری در سامانه PTT/PE نسبت به سامانه PTT/PA12 مشاهده شده که این مطلب به وجود بر هم کنش های بین مولکولی در سامانه PTT/PA12 و افزایش ضخامت فاز بین سطحی در آن نسبت داده شده است. هم چنین، مدل پالیرن در سامانه هایی که نسبت گرانروی فاز پراکنده به فاز پیوسته در آنها بیشتر از 1 بوده، جوابی نزدیک تر به داده های تجربی ارایه داده است. نتایج حاصل از مدل پالیرن با داده های تجربی تا حدودی تطبیق خوبی در بسامدهای زیاد نشان می دهد که به شکست شبکه های فیزیکی مولکول ها در تنش های زیاد نسبت داده شده است. مدل کوران به دلیل ماهیت میکرومکانیکی آن انطباق بسیار خوبی با داده های تجربی برای دو سامانه مورد بررسی نشان می دهد.