شماره کتابشناسی ملی
شماره
پ۲۷۶۶۲
زبان اثر
زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن
per
عنوان و نام پديدآور
عنوان اصلي
مطالعه تجربی رفتار شکست نانو کامپوزیت PA6/TPU/CaCO3
نام نخستين پديدآور
وحید قربانی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
فنی مهندسي مکانیک
تاریخ نشرو بخش و غیره
۱۴۰۱
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۱۸ص.
مواد همراه اثر
سی دی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
كارشناسي ارشد
نظم درجات
ساخت و تولید
زمان اعطا مدرک
۱۴۰۱/۰۶/۲۹
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
چکیده: پلی آمید PA (نایلون)، پلیمری ترموپلاستیک و نیمه بلورین و از خانواده پلیمرهای مهندسی می باشد که از خواص مکانیکی، حرارتی و مقاومت شیمیایی عالی برخوردار است و کاربردهای گسترده ای در تولید محصولات پلاستیکی دارد. برخلاف این ویژگی های ارزشمند، پلی آمید به شدت حساس به شکاف بوده و دارای مقاومت به ضربه شکاف دار پایینی می باشد. همچنین پلی آمید جاذب رطوبت است که منجر به افت خواص مکانیکی محصول می شود. به منظور بهبود خواص ضربه ای پلی آمید و کاهش حساسیت آن به شکاف از روش آمیخته سازی و بکارگیری یک پلیمر افرودنی با خواص ضربه ای و تغییر شکل پذیری بالا استفاده می گردد. در این تحقیق PA6 به عنوان فاز زمینه و پلی یورتان گرمانرم (TPU) به عنوان فاز الاستومر به منظور بهبود خواص مقاومت به ضربه و کاهش حساسیت به شکاف پلی آمید استفاده گردید. از سوی دیگر، افزودن TPU به PA6 می تواند باعث افت سایر خواص مکانیکی از قبیل مقاومت کششی و خمشی گردد. بدین منظور از نانو ذرات کلسیم کربنات (CaCO3) به منظور بهبود خواص مکانیکی آمیخته PA6/TPU استفاده گردید. آمیخته های PA6/TPU در سه درصد وزنی مختلف TPU (5، 10و 15) و نانوکامپوزیت های PA6/TPU/CaCO3 نیز با درصدهای وزنی مختلف CaCO3 (1، 3و5) با آمیخته PA6/TPU (90/10) به روش اختلاط ذوبی و با استفاده از یک دستگاه اکسترودر دو مارپیچه تهیه گردیدند. سپس نمونه های آزمون کشش، خمش و ضربه توسط دستگاه تزریق پلاستیک و نمونه های مربوط به آزمون کار ضروری شکست توسط دستگاه پرس گرم تولید گردیدند. به منظور مطالعه شکل شناسی و بررسی نحوه توزیع فاز TPU و نانوذرات کلسیم کربنات در زمینه PA6 از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) استفاده گردید. تصاویر بدست آمده از SEM حاکی از توزیع تقریبا یکنواخت فاز الاستومر TPU و نانو ذرات کلسیم کربنات بودند. نتایج آزمون های مکانیکی نشان دادند که با افزودن TPU به فاز زمینه PA6 مقاومت ضربه ای آمیخته افزایش یافته ولی استحکام و مدول کششی و خمشی آمیخته کاهش می یابد. بیشترین افزایش مقاومت ضربه ای برای آمیخته PA6/TPU(95/5) و حدود 17 درصد بوده و کمترین مقاومت ضربه ای آمیخته متعلق به آمیخته حاوی 15 درصد TPU می باشد. همچنین بیشترین کاهش در استحکام و مدول خمشی متعلق به آمیخته PA6/TPU (85/15) بوده به طوری که کاهش حدود 27 درصدی برای استحکام کششی، 20 درصدی برای مدول کششی، 25 درصدی برای استحکام خمشی و 14 درصدی برای مدول خمشی نسبت به PA6 خالص مشاهده گردید. افزودن TPU به فاز زمینه PA6 باعث بهبود پارامتر های کار ویژه ضروری شکست و کار ویژه غیر ضروری شکست گردید. بیشترین مقدار کار ویژه شکست در ناحیه قبل از تسلیم در آمیخته PA6/TPU (90/10)مشاهده گردید و این آمیخته به عنوان آمیخته مبنا انتخاب شد. افزودن نانوذرات کلسیم کربنات به آمیخته مبنا در درصدهای وزنی 1 و 3 درصد باعث کاهش استحکام کششی گردید ولی در درصد وزنی 5 درصد تغییر قابل ملاحظه ای نسبت به آمیخته مبنا مشاهده نگردید. افزودن 5 درصد وزنی نانوذرات کلسیم کربنات به آمیخته مبنا باعث افزایش حدود 5/8 درصدی مدول کششی گردید که تقریبا با نمونه PA6 خالص برابر بود. افزودن نانوذرات کلسیم کربنات به آمیخته مبنا باعث بهبود کار ویژه ضروری شکست شد و بیشترین مقدار کار ویژه ضروری شکست با بکارگیری 3 درصد وزنی از نانو ذرات بدست آمد.
متن يادداشت
Polyamide (PA) that is commercially known as Nylon is a semi-crystalline thermoplastic polymer and as an engineering polymer offers excellent mechanical, thermal and chemical resistance, and has a wide range of applications in the manufacture of plastic products. Contrary to its valuable features, polyamide is highly notch sensitive and has a low notch-impact strength. Also, polyamide absorbs moisture, which leads to a decrease in the mechanical properties. In order to improve PA notch-impact resistance, PA may be compounded with other polymers that have higher impact strength. In this research, TPU is added to the PA6 to improve the notch- impact strength and ductility. Although, the use of TPU may lead to the improvement of notch-impact strength and ductility, it may reduce other mechanical properties including tensile and bending resistance. In this study, calcium carbonate (CaCO3) nanoparticle was used to improve the mechanical properties and fracture behavior of PA6/TPU blend. PA6/TPU/CaCO3 with different weight percentages of TPU (5, 10 and 15) and CaCO3 nanoparticles (1, 3 and 5) prepared using melt mixing method. In the next step, standard samples of mechanical tests comprising tensile, flexural and impact specimens were produced by an injection molding machine. The essential work of fracture specimens were produced by hot pressing. Scanning electron microscope (SEM) was used to study the morphology and distribution of TPU and calcium carbonate nanoparticles in the PA6 matrix. The results of SEM observations indicated a relatively uniform distribution of TPU and CaCO3 nanoparticles in polymer matrix. The results of the mechanical tests showed that by adding TPU to the PA6, the impact resistance of the composite increased, but the tensile and bending resistance decreased. The highest increase in impact resistance (17%) was observed for PA6/TPU (95/5). The highest reduction in tensile and bending resistance belonged to PA6/TPU (85/15) blend. The addition of TPU to the PA6 improved both essential and non-essential works of fracture. The highest specific work of fracture before yielding was observed for PA6/TPU (90/10) blend which considered as the base blend. The addition of calcium carbonate nanoparticles (1 and 3 wt.%) into the base blend decreased the tensile properties. However, adding 5wt.% of calcium carbonate nanoparticles to the PA6/TPU blend, increased the tensile modulus by 8.5%, reaching that of the pure PA6 sample. Furthermore, the incorporation of nanoparticles into the PA6/TPU (90/10) base blend improved the specific essential work of fracture and the maximum improvement was observed by applying 3wt.% of CaCO3 nanoparticles
عنوانهای گونه گون دیگر
عنوان گونه گون
Experimental study on the fracture behavior of PA6/TPU/CaCO3 Nanocomposite
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )
عنصر شناسه اي
قربانی،
ساير عناصر نام
وحید
کد نقش
تهیه کننده
نام شخص - ( مسئولیت معنوی درجه دوم )
عنصر شناسه اي
شلش نژاد،
عنصر شناسه اي
خوشروان آذر،
ساير عناصر نام
کریم
ساير عناصر نام
محمدرضا
تاريخ
استاد راهنما
تاريخ
استاد مشاور
شناسه افزوده (تنالگان)
عنصر شناسه اي
تبریز
