عنوان

مطالعه تجربی خواص مکانیکی و رفتار انقباضی نانو کامپوزیت های‮‭PP/ CaCO۳/Clay‬

Number

‭۱۲۶۳۱پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

مطالعه تجربی خواص مکانیکی و رفتار انقباضی نانو کامپوزیت های‮‭PP/ CaCO۳/Clay‬

First Statement of Responsibility

/امید مسعودی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: دانشکده فنی مهندسی مکانیک

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۰۷‬ص‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی‌ارشد

Discipline of degree

در رشته مهندسی مکانیک- ساخت و تولید

Date of degree

‮‭۱۳۹۲/۰۶/۲۵‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

پلی‌پروپیلن یک ماده پلیمری گرمانرم بوده و بطور گسترده در کاربردهای عمومی استفاده می‌شود .باوجود این، این ماده در مقایسه با پلیمرهای مهندسی از مقاومت مکانیکی پایین‌تری برخوردار است .اخیرا با پیشرفت نانوتکنولوژی، برای بهبود خواص مکانیکی پلی‌پروپیلن از نانوذرات معدنی مختلف استفاده شده است .باوجود این، هنوز تعادلی بین خواص کششی و ضربه‌ای حاصل نشده است .در این تحقیق با هدف بهبود همزمان خواص کششی و ضربه‌ای، خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های هیبریدی پلی پروپیلن/رس/کربنات کلسیم ‮‭(PP/Clay/CaCO۳)‬ بطور تجربی مطالعه شد .نانوکامپوزیت‌های‮‭PP/Clay/CaCO۳‬ ، با درصدهای وزنی‮‭۲‬ ،‮‭۴‬ ، ‮‭۶‬ از نانوکربنات کلسیم و نانو رس با استفاده از اکسترودر دو مارپیچ و دستگاه قالب‌گیری تزریق پلاستیک تهیه گردیدند .در این تحقیق پس از مطالعه ریز ساختار با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و دستگاه تفرق اشع‍ ‮‭X‬ ، خواص مکانیکی شامل کشش، خمش و ضربه بررسی شد .در این تحقیق همچنین اثر نانوذرات کربنات‌کلسیم و رس بر انقباض نانو کامپوزیت‌های پایه پلی‌پروپیلنی بطور تجربی مطالعه شد .افزون بر این تطابق نتایج آزمون کششی با مدل‌های ریاضی شامل مدل‌های جی، پوکانزکی و گاوس بررسی شد .وجود همزمان نانوذرات رس و کربنات کلسیم باعث بهبود خواص کششی می شود .بیشترین استحکام کششی را نانوکامپوزیت ‮‭PP/۳ Clay/۱ CaCO۳‬ با ‮‭۱۱‬ درصد افزایش نشان داد .بیشترین مدول کشسانی را آمیخته ‮‭PP/۲ Clay/۲ CaCO۳‬ با ‮‭۲۱‬ درصد افزایش نشان داد .با بکارگیری نانوذرات استحکام و مدول خمشی و مقاومت ضربه‌ای افزایش می‌یابد .بیشترین مقاومت ضربه ای به ترتیب در ‮‭PP/۶ CaCO۳‬ با ‮‭۲۹‬ درصد افزایش و در ‮‭PP/۶ Clay‬ با ‮‭۱۸‬ در صد افزایش دیده شد .نانوکامپوزیت های هیبریدی از خواص کششی و خمشی مطلوبتری برخوردار بودند .نانوکامپوزیت هایی که دارای بالاترین مقدار پرکننده ‮‭(۶‬ درصد وزنی (و فقط دارای یک فاز پرکننده بودند مطلوبترین خواص ضربه ای را داشتند .مقایسه نتایج استحکام کششی بدست آمده از روشهای تجربی با مدل های مختلف ریاضی نشان داد که با استفاده از مدل ریاضی پوکانزکی می توان استحکام کششی را با دقت بالاتری پیش بینی کرد .مدل جی بیشترین مطابقت را با نتایج تجربی در پیش بینی مدول کشسانی نانوکامپوزیت های مختلف ‮‭PP/Clay/CaCO۳‬ نشان داد .آزمون‌های تعیین انقباض همچنین نشان داد نانوذرات رس تاثیر بیشتری بر کاهش انقباض در مقایسه با نانو کربنات کلسیم دارد .نتایج آزمون انقباض نشان داد، نمونه های محتوی نانورس در جهت ضخامت، بجای انقباض دچار تورم می شوند، این نتیجه، به افزایش تراکم مواد در محفظه قالب و برهم کنش تماسی نانوذرات صفحه ای رس با پلیمر نسبت داده شد

Text of Note

nanoclay -CaCO3 together into the Polypropylene raised the tensile properties. The maximum tensile strength was observed in PP/3 Clay/1 CaCO3 which was 11 more than that of neat PP. The maximum tensile modulus was observed in PP/2 Clay/2 CaCO3 which was 21 more than that of pure PP. Incorporation of nanoparticles enhanced flexural and impact properties. The maximum impact strength was observed in PP/6 CaCO3 and PP/6 Clay nanocomposites in order of significance i.e. corresponding to 29 18 increase when compared to neat PP. The hybrid nanocomposites have better tensile and flexural performances. Those nanocomposites with single filler phase and highest loading of filler (6wt ) presented the best impact performances. The comparison of tensile performances results obtained by experiments and those estimated by using mathematical model indicated, the Pokanszky model can predict the tensile strength more accurately. The results of Ji model, as compared to other models results, in predicting the tensile modulus of PP/Clay/CaCO3 was closer to the experimental results. Nanoclay was more effective in reducing the shrinkage. In those nanocomposites containing nanoclay, no shrinkage was observed along thickness direction, but swelling occurred. The later result was related to melt over packing in the mold cavity and interfacial interaction of polymer-clay and nano-CaC3 on the shrinkage of nanocomposites were characterized. Also the consistency of the results of tensile tests with mathematical models including Ji, Pokanszky and Guth was analyzed. Inclusion of both nano-ray diffract meter equipment were studied. Moreover the effects of nanoclay and nano-Clay were produced using twin extruder and injection molding machine. In the present research, mechanical properties including tensile, flexural and impact were characterized. Additionally the microstructure using SEM and X- CaCO3 and nano-mineral fillers. However, balance of tensile and impact properties have not yet been achieved. This investigating is aimed at improving the tensile and impact properties at the same time, the mechanical properties of PP/Clay/CaCO3 hybrid nanocomposites were experimentally studied. PP/Clay/CaCo3 nanocomposites with weight percentage of 2,4,6 nano-Polypropylene as a thermoplastic polymer possesses a wide range of commodity applications. However, PP when compared to engineering polymers, suffers from low mechanical properties. Recently, by advancing the nanotechnology, a number of efforts have been made to improve PP mechanical properties by incorporating nano

مسعودی، امید

شلش‌نژاد، کریم، استاد راهنما

اولاد، علی، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی