عنوان

تهیه ساختارهای هسته-پوسته با پلیمریزاسیون آنیلین در سطح نانوذرات دی اکسید تیتانیم و بررسی تاثیر آن بر خواص حرارتی پلی وینیل کلرید

Number

‭۴۷۹۵پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تهیه ساختارهای هسته-پوسته با پلیمریزاسیون آنیلین در سطح نانوذرات دی اکسید تیتانیم و بررسی تاثیر آن بر خواص حرارتی پلی وینیل کلرید

First Statement of Responsibility

/سپیده بهبودی خیاوی

Name of Publisher, Distributor, etc.

تبریز: دانشگاه تبریز ، دانشکده شیمی کاربردی

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۲۱‬ص‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

شیمی - شیمی کاربردی

Date of degree

‮‭۱۳۹۰/۰۶/۲۵‬

Body granting the degree

تبریز: دانشگاه تبریز ، دانشکده شیمی کاربردی

Text of Note

پلی وینیل کلرید ‮‭(PVC)‬ دومین ترموپلاستیک پرمصرف در جهان بعد از پلی اتیلن است و در چهل سال گذشته نقش کلیدی در توسعه صنعت پلاستیک داشته است ‮‭PVC‬ .به دلیل دارا بودن ویژگی هایی از قبیل قیمت پایین، قابلیت تغییر فرمولاسیون، استحکام بالا، امکان اصلاح خواص مکانیکی و مقاومت در برابر شعله دارای کاربردهای گسترده‌صای در لوله‌صها، کابل‌صصهای الکتریکی، عایق‌صسازی سیم-های مسی، ساخت چارچوب پنجره‌صها، آجر کف وپوشش‌صهای بام، فیلم های بسته بندی و ورقه‌صها می باشد ‮‭PVC‬ .از نظر حراتی و نوری ناپایدار است و تحت دماهای بالای مورد نیاز برای فرآورش آن به صورت حرارتی تخریب می گردد .این امر منجر به رنگ زدایی و تضعیف خواص مکانیکی پلیمر می گردد .بمنظور غلبه بر این معایب و بهبود خواص پلیمر، انواع مختلفی از کامپوزیت ها و نانوکامپوزیت ها با استفاده از افزودنی های متفاوت در ماتریس ‮‭PVC‬ تهیه گردیده است .اکسیدهای فلزی از جمله افزودنی های سازگار با محیط زیست بوده که تاثیر آن ها در خواص حرارتی ‮‭PVC‬ توسط محققان اثبات گردیده است .هدف کار پژوهشی حاضر بررسی تاثیر نانوذرات دی اکسید تیتانیم در خواص حرارتی ‮‭PVC‬ می باشد .اما با توجه به این که نانوذرات دی اکسید تیتانیم دارای انرژی سطحی بالایی می باشند و بصورت فاز معدنی وارد ماتریس آلی ‮‭PVC‬ می گردند، به صورت توده های میکرومتری در ماتریس پلیمری مجتمع می گردند و این امر منجر به کاهش کارآیی نانوافزودنی در ماتریس پلیمری می شود .بنابراین سطح‌ادامه چکیده از صفحه قبل نانوذرات دی اکسید تیتانیم از طریق تشکیل ساختارهای هسته-پوسته با پلیمریزاسیون مونومرآنیلین به وسیله روش پلیمریزاسیون اکسیداسیون شیمیایی در محل اصلاح گردید .تشکیل موفقیت آمیز نانوکامپوزیت هسته-پوسته/‮‭TiO۲‬ پلی آنیلین از طریق تکنیک های‮‭IR- FT‬،‮‭Vis- UV‬،‮‭XRD‬ ،‮‭SEM‬ و ‮‭TEM‬ اثبات گردید .خواص فتوکاتالیزوری نانوکامپوزیت هسته-پوسته/‮‭TiO۲‬ پلی آنیلین بررسی گردید و با خاصیت فتوکاتالیزوری نانوذرات ‮‭TiO۲‬ خالص مقایسه گردید .نتایج حاصل از بررسی خواص فتوکاتالیزوری نشان داد که تشکیل لایه پلی آنیلینی بر سطح نانوذرات ‮‭TiO۲‬ باعث بهبود خواص فتوکاتالیزوری و افزایش پاسخ نوری ‮‭TiO۲‬ در مقابل نور مرئی شده است .سپس نانوذرات ‮‭TiO۲‬ اصلاح نشده و اصلاح شده بصورت نانوکامپوزیت هسته-پوسته/‮‭TiO۲‬ پلی آنیلین بعنوان نانوافزودنی در ماتریس ‮‭PVC‬ قرار گرفت .بمنظور تشکیل کامپوزیت های ‮‭PVC/nanoTiO۲‬ و‮‭pani - PVC/nanoTiO۲‬با درصدهای‮‭۵‬ - ‮‭۱‬از نانوافزودنی روش اختلاط در محلول به کار برده شد .تشکیل کامپوزیت های ‮‭PVC/nanoTiO۲‬ و‮‭pani - PVC/nanoTiO۲‬از طریق تکنیک های‮‭IR- FT‬،‮‭Vis- UV‬، ‮‭XRD‬ و ‮‭SEM‬ اثبات گردید .خواص حرارتی فیلم ‮‭PVC‬ خالص، کامپوزیت های ‮‭PVC/nanoTiO۲‬ و‮‭pani - PVC/nanoTiO۲‬از طریق تکنیک های‮‭TGA/DTG‬ ، ‮‭DTA‬ و ‮‭DSC‬ بررسی گردید .هم چنین خواص مکانیکی فیلم ‮‭PVC‬ خالص، کامپوزیت های ‮‭PVC/nanoTiO۲‬ و‮‭pani - PVC/nanoTiO۲‬از طریق انجام تست کشش بررسی گردید .بطور کلی نتایج بدست آمده نشان داد که کامپوزیت‮‭pani - PVC/nanoTiO۲‬از نظر حرارتی در مقایسه با ‮‭PVC‬ خالص و کامپوزیت ‮‭PVC/nanoTiO۲‬ پایدارتر است، زیرا پلی آنیلین موجود در سطح نانوکامپوزیت هسته-پوسته/‮‭TiO۲‬ پلی آنیلین باعث ایجاد اتصالات عرضی مابین زنجیرهای ‮‭PVC‬ گشته و باعث می شود انتقال به فاز مذاب در دمای بالاتری اتفاق افتد .با این وجود کامپوزیت های ‮‭PVC/nanoTiO۲‬ استحکام مکانیکی بالاتری نسبت به ‮‭PVC‬ خالص و کامپوزیت‮‭pani - PVC/nanoTiO۲‬نشان دادند .این امر در اثر وجود اندرکنش ضعیف تری بین نانوذرات ‮‭TiO۲‬ و زنجیرهای ‮‭PVC‬ در کامپوزیت‮‭TiO۲ - PVC/nano‬در مقایسه با اندرکنش بین نانوکامپوزیت هسته-پوسته/‮‭TiO۲‬ پلی آنیلین و زنجیرهای ‮‭PVC‬ در کامپوزیت‮‭pani - PVC/nanoTiO۲‬است .این امر منجر به نیروهای قوی تری مابین زنجیرهای پلیمری ‮‭PVC‬ می گردد و باعث افزایش استحکام مکانیکی کامپوزیت های‮‭TiO۲ - PVC/nano‬در مقایسه با ‮‭PVC‬ خالص و کامپوزیت‮‭pani - PVC/nanoTiO۲‬می شود

Text of Note

Polyvinyl chloride (PVC) is the second mostly used thermoplastic after polyethylene, and had a key role in developing of thermoplastic industry in the past 40 years. PVC due to the interesting properties such as low cost, formulation change potential, high strength, modifiable mechanical properties and flame resistance have wide applications, such as pipes, electrical cables, insulation copper wires, window frame construction, brick of floor and roofing, packaging films and sheets. However PVC is thermally unstable, and under high temperatures required for its processing, thermal degradation of PVC occurred. Thermal degradation of PVC leads to its decolorization and deterioration of mechanical properties. So in order to overcome these disadvantages and improving polymer properties, different kinds of composites and nanocomposites using many types of additives were prepared. Metal oxides are one of the environmentally friendly additives and effect of these additives on the thermal properties of PVC has been demonstrated by previous researchers. This study aimed to investigate the impact of titanium dioxide (TiO2) nanoparticles on the thermal properties of PVC. But because of the high surface energy and inorganic phase of TiO2 nanoparticles, agglomeration of these nanoparticles in the organic PVC matrix reduces the efficiency of TiO2 nanoparticles in the polymer matrix. Therefore, in order to prevent from agglomeration of nanoparticles in the PVC matrix, surface of TiO2 nanoparticles was modified by the polymerization of aniline monomer with in situ chemical oxidative polymerization for creating core-shell structure of TiO2 as core and polyaniline (pani) as shell. Successful formation of core-shell TiO2/pani nanocomposite was confirmed by FT-IR, UV-Vis, XRD, SEM and TEM techniques. Afterward the photocatalytic activity of core-shell TiO2-pani nanocomposite was investigated and compared with unmodified TiO2 nanoparticles. Obtained results indicated that polyaniline is a good photo sensitizer for TiO2 nanoparticles. Then PVC/unmodified nanoTiO2 and PVC/nanoTiO2-pani composites were prepared by solution blending method. The weight percents of unmodified TiO2 nanoparticles and core-shell TiO2/pani nanoparticles were adjusted in 1-5 Wt. Creation of PVC/nanoTiO2 and PVC/nanoTiO2-pani composites was confirmed by FT-IR, UV- Vis, XRD and SEM techniques. Thermal properties of pristine PVC, PVC/nanoTiO2Continued from previous pageand PVC/nanoTiO2 composites were investigated by TGA/DTG, DTA and DSC techniques. Mechanical properties of pristine PVC, PVC/nanoTiO2 and PVC/nanoTiO2-pani films were investigated through tensile test. Consequently, obtained results indicated that PVC/nanoTiO2-pani was thermally stable than pristine PVC and PVC/nanoTiO2 composite. Because polyaniline acts as crosslinking agent and bridges PVC chains together. Therefore, transition to melting occurred at high temperatures. Also results obtained from tensile test showed PVC/nanoTiO2 composites had high mechanical strength compared to those of pristine PVC and PVC/nanoTiO2-pani composites. Because the interaction between TiO2 nanoparticles and PVC chains in the PVC/nanoTiO2 is weak, therefore the forces between PVC chains become stronger and this leads to higher tensile strength

Polyaniline

Titanium dioxide

Core-shell Structure

Polyvinyl chloride

Thermal Properties

بهبودی خیاوی،سپیده

اولاد، علی، استادراهنما

انتظامی، علی اکبر، استادمشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی