فرضیه: رزین های اپوکسی از پرمصرف ترین رزین ها در جهان هستند. عوامل بسیاری روی خواص مکانیکی این خانواده از پلیمرها اثر گذار است که از اثر برخی عوامل مانند فشردگی مولکولی بر خواص مکانیکی این رزین ها نمی توان چشم پوشی کرد. مهم ترین عامل اثرگذار بر فشردگی مولکولی و خواص مکانیکی رزین های اپوکسی پخت شده، ساختار شیمیایی عامل پخت است. در این مقاله، اثر ساختار عامل پخت آمینی آروماتیک بر فشردگی مولکولی و خواص مکانیکی رزین اپوکسی پخت شده بررسی شده است. روش ها: برای پخت رزین اپوکسی از روش مذاب استفاده شد. ابتدا عامل پخت مدنظر، ذوب و سپس رزین اپوکسی به آن اضافه شد. برای مطالعه اثر ساختار عامل پخت، از سه عامل پخت متافنیلن دی آمین (m-PDA)، ارتوفنیلن دی آمین (o-PDA) و 4، 2-دی آمینوتولوئن (2, 4-DAT) استفاده شد. فشردگی مولکولی با استفاده از روش پراش پرتو X و(XRD) مطالعه شد. همچنین، وزن حجمی رزین های پخت شده با روش ارشمیدس اندازه گیری شد. در نهایت، اثر فشردگی مولکولی بر خواص مکانیکی با انجام آزمون کشش بررسی شد. یافته ها: نتایج به دست آمده از آزمون های XRD و خواص مکانیکی نشان داد، فشردگی مولکولی با استحکام مکانیکی رابطه مستقیم دارد و با افزایش فشردگی مولکولی، استحکام کششی نیز افزایش می یابد. با تغییر عامل پخت از m-PDA به o-PDA، فشردگی مولکولی افزایش و در نتیجه استحکام کششی نیز افزایش یافت. با به کاربردن عامل پخت 2, 4-DAT، به علت افزایش ممانعت فضایی در اثر وجود گروه متیل، تراکم مولکولی کاهش و در نتیجه استحکام کششی نیز کاهش یافت.

امروزه سامانه های با پیشرانه جامد به علت ساختار ساده و قابلیت اطمینان بالا به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از الزامات در این سامانه ها استحکام کششی و چسبندگی بالای لاینر به منظور حفظ یکپارچگی و خنثی کردن تنش های وارده به موتور است. در این پژوهش اثر افزایش نسبت عامل پخت (NCO/OH) در بازه ی 4/1-9/0=R بر استحکام کششی لاینر بر پایه HTPB و نیز چسیندگی لاینر به پیشرانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد افزایش میزان ایزوسیانات با افزایش درصد شبکه ای شدن، استحکام کششی را افزایش داده و ازدیاد طول در نقطه ی شکست را کاهش می دهد. همچنین با افزایش گروه های NCO توانایی لاینر برای ایجاد پیوند های یورتانی در سطح مشترک با پیشرانه افزایش می یابد و از این طریق استحکام چسیندگی افزایش می یابد. در نهایت با درنظر گرفتن الزامات طراحی، فرآیند پذیری و نیز هزینه و ایمنی نسبت پخت بهینه انتخاب گردید.

فرضیه رزین اپوکسی به دلیل خواص منحصربه فرد، در صنایع مختلف از جمله هوافضا و الکترونیک و تهیه چسب ها، رنگ ها و پوشش ها، به کار گرفته می شود. عوامل پخت اپوکسی ها را می توان به دو گروه معمولی (پخت محیطی یا پخت گرمایی) و تاخیری دسته بندی کرد. عوامل پخت تاخیری اضافه شده به رزین اپوکسی در شرایط معمول پایدارند، اما وقتی در معرض محرک بیرونی از قبیل گرما قرار گیرند، به سرعت موجب پخت رزین اپوکسی می شوند. کپسول دارکردن عامل پخت یکی از روش های اقتصادی تهیه عوامل پخت تاخیری یا غیرفعال بوده که توجه زیادی را جلب کرده است. غلظت عوامل پخت تاخیری کپسول دارشده بر خواص مکانیکی رزین اپوکسی پخت شده اثر زیادی دارد. روش ها با آزمون های دینامیکی مکانیکی گرمایی و سختی، اثر غلظت میکروکپسول دارای عامل پخت 1-متیل ایمیدازول با دیواره اپوکسی جامد بر خواص مکانیکی رزین اپوکسی پخت شده بررسی شد. یافته ها اثر غلظت های 20، 25، 30 و 35phr میکروکپسول در اپوکسی مایع بر مدول ذخیره (′, E) و تانژانت زاویه فازی (tanδ, ) بررسی شد. نتایج نشان داد، با افزایش غلظت میکروکپسول در نمونه های پخت شده، مدول ذخیره به دلیل افزایش مقدار عامل پخت و در پی افزایش چگالی اتصال های عرضی، افزایش می یابد. از طرفی نتایج نشان داد، رزین اپوکسی مایع پخت شده با 30phr میکروکپسول، بیشترین دمای گذار شیشه ای (48C) را دارد. همچنین آزمون سختی، نتایج آزمون دینامیکی مکانیکی-گرمایی را در غلظت بهینه میکروکپسول تایید می کند. همچنین نتایج نشان داد، در دمای 30C، با افزایش غلظت میکروکپسول از 20phr تا 25phr مدول ذخیره کاهش می یابد. اما، با افزایش بیشتر غلظت میکروکپسول، مدول ذخیره سامانه رزین اپوکسی پخت شده افزایش می یابد. به طوری که در این دما، رزین اپوکسی پخت شده با 35phr میکروکپسول، بیشترین مدول ذخیره (723MPa) را دارد.

تأثیر پارامترهای دما و عامل پخت بر رفتار رئولوژی سیستم بایندر بر پایه پلی بوتادین خاتمه یافته با هیدروکسیل (HTPB) برای تولید گرین های متوسط و بزرگ حائز اهمیت است. در این پژوهش، اثر دمای ریخته گری º C40، º C50 و º C60 و همچنین اثر ساختار شیمیایی عوامل پخت TDI، IPDI و HDI بر رفتار رئولوژی سیستم بایندر برپایه پلی بوتادین با هیدروکسیل انتهایی مورد بررسی قرار گرفت. افزایش دمای ریخته گری به سبب افزایش میزان پخت، گرانروی را افزایش می دهد؛ بنابراین کاهش دمای ریخته گری، با کنترل فرآیند پخت، عمر کاربری را افزایش می دهد. تغییرات لگاریتم ویسکوزیته نسبت به زمان برای سه سیستم بایندر برپایه HTPB با عامل پخت TDI، IPDI و HDI در دماهای مختلف بیانگر آن است که سیستم بایندر برپایه HTPB با عامل پخت TDI، به دلیل وجود حلقه آروماتیک بیشترین سرعت افزایش ویسکوزیته و سیستم بایندر برپایه HTPB با عامل پخت IPDI به دلیل ساختار حلقوی و آلیفاتیک دارای کمترین سرعت افزایش ویسکوزیته بود.

با توجه به پژوهش های انجام شده روی رفتار شیمی-رئولوژیکی ماده مرکب پرانرژی، دوغاب ماده مرکب پرانرژی بر پایه HTPB باید در پایان اختلاط دارای گرانروی مناسبی جهت سهولت ریخته گری باشد. به عبارت دیگر بازه زمانی موجود برای ریخته گری ماده مرکب پرانرژی پس از افزودن عامل پخت را عمرکاربری گویند. عمرکاربری طولانی برای سیستم محمل HTPB به منظور سهولت فرآیند پذیری و تولید توده ماده مرکب پرانرژی بدون نقص ضروری می باشد. در کنار عمرکاربری بالا بایستی به خواص فیزیکی-مکانیکی ماده مرکب پرانرژی بر پایه HTPB نیز توجه کرد. در پژوهش حاضر اثر نوع (ساختار) عامل پخت، دمای ریخته گری و مقدار کنشیار پخت DBTDL، بر رفتار شیمی-رئولوژیکی سیستم محمل و خواص فیزیکی-مکانیکی مواد مرکب پرانرژی بر پایه HTPB مورد بررسی قرار گرفت. سه نوع عامل پخت TDI، IPDI و HDI انتخاب شدند تا اثر ساختار مولکولی بر عمرکاربری سیستم محمل و دوغاب آن و همچنین بر خواص مکانیکی مواد مرکب پرانرژی بررسی شود. همچنین، دماهای ˚ C 40، 50 و 60 جهت بررسی اثر دمای ریخته گری بر رفتار شیمی-رئولوژیکی در نظر گرفته شدند. نتایج بررسی اثر دما نشان داد با هر ˚ C 10 کاهش دمای ریخته گری، حدود min 10 عمرکاربری سیستم محمل (IPDI و TDI) افزایش می یابد. عمرکاربری سیستم محمل و دوغاب ماده مرکب پرانرژی برپایه IPDI در حضور مقدار بهینه از کنشیار DBTDL (% 005/0)، در دماهای یکسان نسبت به دو عامل پخت دیگر، طولانی-ترین عمرکاربری را ارائه کرد. بر اساس نتایج، الاستومر و ماده مرکب پرانرژی بر پایه IPDI بیشترین چگالی اتصالات عرضی را نسبت به سایر عوامل پخت دارد؛ همچنین ماده مرکب پرانرژی بر پایه IPDI بیشترین مدول و چگالی اتصالات عرضی را با حفظ استحکام کششی و ازدیاد طول مناسب، نسبت به سایر عوامل پخت دارد.

متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد. لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

در پژوهش حاضر، اثر لاستیک مایع کوپلیمر بوتادی ان آکریلونیتریل با گروه های انتهایی کربوکسیل و اختصار CTBN و عامل پخت دی آمین انعطاف پذیر (جف آمینD-400) به طور مجزا بر خواص پیش آغشته های رزین اپوکسی برپایه دی گلیسیدیل اتر بیسفنول A و عامل پخت دیسیان دی آمید (Dicy) تقویت شده با الیاف شیشه مطالعه شده است. بدین منظور، خواص پیش آغشته های شیشه-اپوکسی مانند جریان پذیری، استحکام برشی پیش آغشته و استحکام برشی بین لایه ای مطالعه شد. از اینرو، درصد مواد فرار، درصد رزین و میزان پیش پخت در پیش آغشته ها ارزیابی شد. نتایج نشان داد، در تمام نمونه های حاوی لاستیک مایع CTBN و عامل پخت جف آمین تقریباً مقادیر درصد رزین، درصد مواد فرار و میزان پیش پخت با یکدیگر برابر بود و مقدار جریان پذیری با افزودن مقادیر مختلف لاستیک مایع و عامل پخت جف آمین تغییر چندانی نکرد. مقدار استحکام برشی با افزودن لاستیک مایع تا phr20 تغییر چندانی نداشته. اما، افزودن عامل پخت جف آمین به مقدار %20 سبب افزایش %8 استحکام برشی شد و افزودن بیشتر آن تا %40 اثر قابل توجهی بر استحکام برشی نداشت. افزودن لاستیک مایع تا phr 5 سبب افزایش استحکام برشی بین لایه ای به مقدار %7/7 شد، ولی در تمام نمونه های حاوی جف آمین استحکام برشی بین لایه ای از MPa 6/4 برای سامانه اپوکسی حاوی %100 عامل پخت دیسیان دی آمید به مقدار MPa 0/2 برای سامانه حاوی %60 عامل پخت جف آمین کاهش و سپس تا مقدار MPa 6/2 برای سامانه اپوکسی حاوی %100 عامل پخت جف آمین افزایش یافت.

پوشش هیبریدی آلی- معدنی تهیه شده به کمک فرایند سل- ژل به دلیل داشتن شبکه آلی- معدنی در ساختار خود دارای مجموعه ای از خواص مکانیکی و شیمیایی اند بنابراین، برای محافظت از خوردگی مورد توجه قرار گرفته اند. این پوشش ها طی دو فرایند آبکافت و تراکم ترکیبات سیلانی 3-گلسیدوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان (GPTMS)و تترامتوکسی سیلان (TMOS) در مجاورت کاتالیزور اسیدی و عامل پخت بیس فنون (BPA)A که دیولی آروماتیک است تهیه شدند. سطح فیلم های تشکیل شده به کمک تصاویر میکروسکوپ نوری و پیوندهای ایجاد شده بین عامل اپوکسی ترکیب سیلانی و عامل پخت و نیز عامل پخت و لایه اکسیدی سطح بستر فلزی به وسیله طیف سنجی ATR-IR بررسی شد. مقاومت خوردگی این پوشش ها نیز به وسیله آزمایش های الکتروشیمیایی و آزمایش شتاب یافته خوردگی (پاشش مه نمک) مطالعه شد. نتایج بررسی تصاویر میکروسکوپ نوری و طیف سنجی ATR-IR نشان داد که سطح این پوشش ها عاری از هرگونه ترک است و کاهش شدت پیک های جذبی درناحیه  750و906 cm-1  و وجود پیک جذبی در ناحیه936 cm-1  را به ترتیب می توان به تشکیل پیوندهای عرضی بین عامل اپوکسی ترکیب سیلانی و لایه اکسیدی سطح بستر فلزی نسبت داد. بررسی نتایج آزمایش های الکتروشیمیایی و آزمایش شتاب یافته خوردگی نشان داد که این ترکیبات مقاومت خوبی در برابر خوردگی از خود نشان می دهند همچنین، کامل نشدن واکنش آبکافت در اثر کاهش محتوای آب و بیشتر شدن میزان تخلخل در اثر افزایش محتوای سیلانی باعث کاهش مقاومت خوردگی این پوشش ها می شود.

پلی بوتادی ان آکریلیک اسید آکریلونیتریل (PBAN) بایندر پیشرانه های جامد مرکب سامانه های فضایی بوده و سینتیک پخت آن حائز اهمیت می باشد. در این پژوهش اثر تعداد عاملیت عامل پخت اپوکسی بر سینتیک پخت PBAN بررسی شده است. نسبت های استوکیومتری برابر از PBAN و عوامل پخت دوعاملی DER 331 و سه عاملی LY 5052، در دمایº C 80 پخت شد. حین پخت با تهیه طیف FT-IR از 16 نمونه، میزان تشکیل گروه استری و میزان پیشرفت پخت مشخص شد. واکنش پخت با هر دو نوع عامل پخت دارای دو مرحله مجزا با سینتیک متفاوت می باشد. انتقال از مرحله اول به مرحله دوم برای عامل پخت دوعاملی بعد از 7 و برای عامل پخت سه عاملی بعد از 3 روز مشاهده شد. سرعت واکنش با عامل پخت دو عاملی تقریبا نصف سرعت واکنش با عامل پخت سه عاملی می باشد. این نتایج برای تنظیم و کنترل شرایط فرآیند تولید و خواص مکانیکی محصول نهایی، بسیار با اهمیت می باشند.