عنوان

بررسی اثر افزودن نانوصفحات گرافن بر مورفولوژی، خواص ترمومکانیکی و رفتار حافظه شکلی پلی‌یورتان

Country Code

IR

Number

۳۷۴۵پ

.Language of Text, Soundtrack etc

فارسی

Country of publication

IR

Title Proper

بررسی اثر افزودن نانوصفحات گرافن بر مورفولوژی، خواص ترمومکانیکی و رفتار حافظه شکلی پلی‌یورتان

General Material Designation

[پایان‌نامه]

Parallel Title Proper

Investigation of the effect of graphene nanoplatelets on the morphology, thermomechanical properties and shape memory behavior of polyurethane

First Statement of Responsibility

/رضا لطفی مایان سفلی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی پلیمر

Date of Publication, Distribution, etc.

، ۱۳۹۸

Specific Material Designation and Extent of Item

۱۷۱ص.

Other Physical Details

:

Text of Note

زبان: فارسی

Text of Note

زبان چکیده: فارسی

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Text of Note

مصور، نمودار

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

مهندسی شیمی- پلیمر

Date of degree

۱۳۹۸/۰۶/۰۱

Body granting the degree

صنعتی سهند

Text of Note

پلی‌یورتان قطعه‌ای یکی از پلیمرهایی است که دارای اثر حافظه شکل بوده و با اعمال حرارت، شکل اصلی خود را بازیابی می‌کند .پلی‌یورتان حافظه شکل استحکام مکانیکی پایینی داشته و فقط نسبت به دما پاسخ می دهد بنابراین محدودیت‌هایی در کاربرد آن وجود دارد .افزودن نانوصفحات گرافن، علاوه بر تقویت خواص مکانیکی، باعث القای حساسیت به میدان الکتریکی می‌شود .وجود پیوندهای واندروالسی بین نانوصفحات گرافن و تمایل آنها به تشکیل تجمعات، رسیدن به پراکنش مناسب از نانوصفحات در زمینه پلی‌یورتان و ایجاد رسانایی در آن را با چالش مواجه کرده است .بنابراین در بخش اول از این مطالعه به منظور رسیدن به پراکنش مناسب از نانوصفحات گرافن در زمینه پلی‌یورتان، نانوصفحات گرافنی عامل‌دار شده با پلی‌کاپرولاکتون‌دی‌الdiol) -(PCLبا وزن مولکولی g/mol ۲۰۰۰ سنتز گردید .برای سنتز نانوصفحات عامل‌دار شده، ابتدا گرافن اکسید از گرافیت به روش هامر اصلاح شده سنتز شده و باdiol - PCLبا وزن مولکولی g/mol ۲۰۰۰ عامل‌دار گردید و به روش شیمیایی توسط هیدرازین مونوهیدرات احیا شد .برای تایید عامل‌دار شدن نانوصفحات، آزمون‌های طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه(FTIR) ، پراش اشعه ایکس(XRD) ، گرما وزن سنجی (TGA) و رامان انجام گرفت و نتایج بدست آمده از همه‌ی این آزمون‌ها، عامل‌دار شدن حدود ۱۰ درصدی نانوصفحات باdiol - PCLرا نشان داد .برای بررسی تاثیر این عامل‌دار شدن بر خواص نانوکامپوزیت‌های پلی‌یورتان/گرافن، پلی‌یورتان حافظه شکل از مونومرهایdiol - PCLبا وزن مولکولی g/mol ۲۰۰۰، هگزامتیلن دی ایزوسیانات (HDI) و ۱و۴ بوتان دی ال( ۴,۱ BDO) با نسبت مولی ۴/۵/۱ به روش حلالی سنتز گردید و نانوکامپوزیت‌های حاوی ۱ وزنی از نانوصفحات گرافن اکسید احیا شده (RGO) و نانوصفحات گرافن اکسید عامل‌دار شده احیا شدهPCL)( - (R(GOبه روش اختلاط حلالی رقیق تهیه شد .آزمونFTIR ، تغییر در برهم‌کنش‌های بین زنجیری به خصوص پیوندهای هیدروژنی با افزودن نانوصفحات را نشان داد و نتایج بدست آمده از آزمون‌های XRD وگرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) نیز تغییر در ساختار بلوری پلی‌یورتان را با افزودن نانوصفحات گرافنی نشان داد .تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی(FESEM) ، پراکنش بهتر نانوصفحات عامل‌دار شده باdiol - PCLرا نشان داد .آزمون‌های کشش و حافظه شکلی نیز بهبود خواص مکانیکی و حافظه شکلی با عامل‌دار کردن پلیمری گرافن را نشان دادند .در ادامه به منظور تهیه نانوکامپوزیت‌های رسانا از پلی-یورتان/گرافن، پلی‌یورتان حافظه شکلی ازdiol - PCLبا وزن مولکولی g/mol ۴۰۰۰ و هگزامتیلن دی ایزوسیانات و ۱و۴ بوتان دی ال سنتز گردید گرافن مورد استفاده در این بخش، گرافن تک لایه با خصوصیت حالت پف شده خریداری شده است .نانوکامپوزیت‌هایی با مقادیر ۱، ۱/۵، ۲ و ۳ درصد وزنی از نانوصفحات گرافنی به روش اختلاط حلالی غلیظ تهیه گردید .آستانه رسانایی به وسیله آزمون مقاومت سنجی الکتریکی بررسی شد و نتایج بدست آمده نشان داد که از مقدار ۱/۵ درصد به بالاتر از نانوصفحات، نانوکامپوزیت‌های به دست آمده رسانایی قابل قبولی را برای ایجاد حساسیت به جریان الکتریکی دارند .آزمون FTIR برهمکنش بین نانوصفحات و زنجیرهای پلیمری را با تغییر در میزان پیوندهای هیدروژنی نشان داد .آزمون رئومتری آستانه تراوایی ۱/۵ درصد برای ایجاد ساختار شبکه پرککنده‌ای را نشان داد .آزمون FESEM وجود رگه‌هایی از نانوصفحات را در نمونه‌های رسانا از نانوکامپوزیت‌ها نشان داد .آزمون مکانیکی و حافظه شکلی نیز تقویت خواص مکانیکی و پارامترهای حافظه شکلی را با افزودن نانوصفحات تایید کردند .نتایج مربوط به ثبت دمای سطح نمونه‌ها با اعمال ولتاژ ۷۵ ولت نشان داد که افزایش دمای قابل توجهی برای نمونه‌های رسانا با عبور جریان الکتریکی اتفاق می‌افتد و این افزایش دما موجب ایجاد حساسیت به جریان الکتریکی در نمونه‌های ۲ و ۳ درصد وزنی از نانوصفحات گرافن شد

Text of Note

Segmented polyurethane is one of the polymers which possesses shape memory effect and recovers its original shape upon applying heat. Shape memory polyurethane (SMPU) has low mechanical strength and only response to heat, so, there are some limitations in its applications. Incorporation of graphene nanosheets, in addition to improvement of mechanical properties, induces electrical responsivity in SMPU. The presence of Van der Waals interactions among graphene nanosheets and their tendency to agglomerate have challenged achieving the proper dispersion of nanosheets and creating electrical conductivity in PU matrix. So, in the first part of the present study, in order to achieve a proper dispersion of graphene nanosheets in PU matrix, graphene nanosheets functionalized with PCL with a molecular weight of 2000 g/mol were synthesized. For this purpose, initially, graphene oxide nanosheets were synthesized from graphite via the modified Hummer method. Then, they were functionalized by PCL and chemically reduced by hydrazine monohydrate. In order to verify the functionalization of nanosheets, FTIR, XRD, TGA, and Raman analysis were used and the results indicated that graphene nanosheets were functionalized by around 10 wt. of PCL. In order to investigate the effects of this functionalization on the properties of PU/graphene nanosheets nanocomposites, shape memory PU was synthesized by PCL-diol with a molecular weight of 2000 g/mol, hexamethylene diisocyanate (HDI), 1,4- butanediol (BDO) with a molar ratio of 1/5/4, respectively, through solution polymerization and the nanocomposites containing 1 wt. of RGO and R(GO-PCL) nanosheets were prepared via dilute solution mixing method. FTIR analysis showed that the incorporation of these nanosheets has altered the interaction of PU chains, specially hydrogen bonding and the results of XRD and DSC also indicated some changes in crystalline structure of PU with the addition of nanosheets. FESEM images indicated a better dispersion of the nanosheets functionalized with PCL. Moreover, the mechanical and shape memory properties have been improved by incorporation of PCL-modified graphene nanosheets. In the following, to prepare electrically conductive PU/graphene nanosheets nanocomposites, SMPU was synthesized from PCL-diol with a molecular weight of 4000 g/mol, HDI, and BDO. The mono-layered fluffy graphene nanosheets which used in this part were purchased. The nanocomposites were prepared using 1, 1.5, 2, and 3 wt. of graphene nanosheets via concentrated solution mixing method. Electrical conductivity threshold was investigated by electrical resistivity test and the results showed that the nanocomposites containing graphene content higher than 1.5 wt. possessed a reasonable electrical conductivity to respond to electrical current. FTIR analysis showed the interaction of graphene nanosheets with PU chains by variation in hydrogen bonding content. FESEM images revealed percolation of graphene nanosheets in the electrically conductive nanocomposites. Mechanical and shape memory analyses have confirmed the improvement of mechanical and shape memory properties of the nanocomposites by incorporation of graphene nanosheets. The changes in surface temperature under the examination with voltage of 75 V indicated that the temperature of the electrically conductive samples was significantly increased by flowing of electrical current. This increase in temperature led responsivity to the electrical current in SMPU nanocomposites containing 2 and 3 wt graphene nanosheets

ba

Parallel Title

Investigation of the effect of graphene nanoplatelets on the morphology, thermomechanical properties and shape memory behavior of polyurethane

پلی‌یورتان حافظه شکل

نانوکامپوزیت،

نانوصفحات گرافن

گرافن اکسید عامل‌دار شده

رئولوژی

Subject Term

Shape memory polyurethane, nanocomposite, graphene nanosheets, functionalize graphene, rheology, morphology, electrical conductivity, mechanical properties

Subject Term

پلی‌یورتان حافظه شکل، نانوکامپوزیت، نانوصفحات گرافن، گرافن اکسید عامل‌دار شده، رئولوژی، مورفولوژی، رسانایی الکتریکی، خواص مکانیکی

لطفی مایان سفلی، رضا

رضائی، مصطفی، استاد راهنما

نصیری، مرتضی، استاد مشاور

Country

ایران

Date of Transaction

20230703

Call Number

پلیمر ،۶۰۲۶۹ ،۱۳۹۸

Host name

ی‌ژولوفروم‍ رب‍ ن‌فارگ‍ ت‌احفصونان‍ ن‌دوزفا رثا ی‌سررب‍، ن‌اترویی‌لپ‍ ی‌لکش‍ ه‌ظفاح‍ راتفر و ی‌کیناکمومرت‍ ص‌اوخ‍.pdf

Access number

عادی

Compression information

عادی

Date and Hour of Consultation and Access

3745.pdf

Date and Hour of Consultation and Access

p60269.pdf

Bits per second

0

Contact for access assistance

ایمانی

Electronic Format Type

متن

File size

0

Record control number

پ۳۷۴۵

Public note

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y