۴۸۶۰پ
فارسی
تهیه نانوکامپوزیت های ترموپلاستیک پلی یورتان / مکسین (TPU / Mxene) و ارزیابی تأثیر مکسین بر خواص فیزیکی مکانیکی نانوکامپوزیت ها
[پایان نامه]
منا اصل فرشباف زبردست
صنعتی سهند
۱۴۰۱
۷۰ص.
مصور، جدول، نمودار
CD
کارشناسی ارشد
مهندسی پلیمر- فرآورش
۱۴۰۱/۰۶/۰۱
هدف از تحقیق حاضر، سنتز و بررسی خواص فیزیکی-مکانیکی نانو کامپوزیت های پلی یورتان/ مکسین بود. پلی یورتان از طریق فرایند پیش پلیمریزاسیون پلی کاپرولاکتون و سپس اضافه شدن آن به مخلوط هگزامتیلن دی ایزوسیانات و بوتان دی ال به عنوان زنجیر گستراننده سنتز گزدید؛ مکسین از طریق فرایند استخراج لایه آلومینیوم مکس فیز با استفاده از مخلوط HF/LiF سنتز گردید. فرایند اصلاح مکسین با PEG نیز در فرایندی محلولی صورت گرفت. نانو کامپوزیت های پلی یورتان/ مکسین با ترکیب درصد های مختلف مکسین سنتز شده و مکسین اصلاح شده در فرایند اختلاط محلولی تهیه و نمونه های به دست آمده تحت آزمون های مختلف قرار گرفتند. ارزیابی های اولیه صورت گرفته نشان داد که فرایند سنتز پلی یورتان و مکسین با موفقیت صورت گرفته است. نتایج حاصل از آزمون FT-IRنشان داد که با افزایش میزان مکسین در نانو کامپوزیت ها میزان پیوند هیدروژنی افزایش می یابد که به حضور مقادیر زیادی از گروه های هیدروکسیل در سطح مکسین ارتباط دارده شد. حضور اصلاح کننده PEG باعث کاهش میزان پیوند هیدروژنی شد که دلیل آن افزایش تمایل مکسین به فاز نرم پلی کاپرولاکتون دانسته شد. حضور مکسین به دلیل اثر هسته زائی باعث افزایش دمای شروع بلورینگی فاز سخت یورتانی در نانو کامپوزیت ها شد که این اثر در حضور فاز اصلاح کننده PEG حقیقت بود.حضور مکسین باعث افزایش قابل توجه مدول شد که این اثر در مقدار 0.25 و 0.5 درصد از فاز مکسین و در حضور PEG بالاترین مقدار را دارا بود. مقادیر استحکام کششی کلیه نانو کامپوزیتها تا حدودی کاهش نشان داد در حالیکه برای مقدار 0.25 درصد از مکسین افزایش استحکام کششی مشاهده شد. این اثر به پراکنش مناسب مکسین در حضور PEG ارتباط داده شد که نتایج آزمون SEMتایید کننده آن بود.
The main objective of the present work was synthesis and evaluation of physico -mechanical properties of TPU/MXene nanocomposites. TPU was synthesized via pre-polymerization of polycaprolactone (Mn=2000g/mol) and then reaction of PCL with hexamethylene diisocyanate and 1,4 butanediol as hard segment and chain extender respectively. MXene ws synthesize via selective extraction of Al layer of Ti3AlC2 MAX Phase using the mixture of LiF and HCl. MXene then was modified by polyethylene glycol (PEG) via a solution mixing method. Nanocomposites of TPU/MXene and TPU/modified MXene with different MXene contents were prepared and evaluate using different analyses. The result showed that the PCL, TPU and MXene were successfully synthesized. The result of FT-IR analysis indicate that the extant of hydrogen bonding increased with increase MXene content. It was attributed to the formation of hydrogen bonding between cyanate groups and hydroxyl of MXene structure. Presence of PEG decrease the hydrogen bonding due to increase the affinity of MXene phase to soft PCL phase. MXene increased the oneset temperature of crystallization due to it’s heterogeneous nucleating effect, which was scarified in the presence of PEG. TPU/MXene nanocomposites showed higher elastic modulus than that of pure TPU, in which the maximum modulus was obtained for 0.25wt% of MXene in the presence of PEG. However the tensile strength of nanocomposites was slightly lower than pure TPU, except the sample that showed maximum modulus. This was related to the better dispersion of MXene in this composition, which was further confirmed by direct SEM analysis.
Preparation of thermoplastic polyurethane / MXene nanocomposites (TPU / MXene) and evaluation of the effect of MXene on physico-mechanical properties of nanocomposites
پلی یورتان
مکسین
نانو کامپوزیت
پلی اتیلن گلیکول
پلی یورتان، مکسین، نانو کامپوزیت، پلی اتیلن گلیکول، اصلاح سطحی
Polyurethane, MXene, nanocomposite, polyethylene glycol
اصل فرشباف زبردست، منا
رضوی آقجه
توکلی عراقی
رضائی
، میر‌کریم
، اکرم
، مصطفی
استاد راهنما
استاد راهنما
استاد مشاور
صنعتی سهند
ایران
دانشگاه صنعتی سهند
پلیمر، ۶۰۳۸۰، ۱۴۰۱
p
TF
92029
a
Y
