عنوان

بررسی تجربی تأثیر متغیرهای فرایندی بر روی مورفولوژی و خواص مکانیکی نانوکامپوزیتهای PP/NBR/HNT/PP-g-MA تولید شده به روش فراوری اصطکاکی اغتشاشی حرارتی

Number

پ۲۷۶۳۷

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی تجربی تأثیر متغیرهای فرایندی بر روی مورفولوژی و خواص مکانیکی نانوکامپوزیتهای PP/NBR/HNT/PP-g-MA تولید شده به روش فراوری اصطکاکی اغتشاشی حرارتی

First Statement of Responsibility

ایلیا ملوک زاده

Name of Publisher, Distributor, etc.

فنی و مهندسی مکانیک

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۱

Specific Material Designation and Extent of Item

۹۶ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی ساخت و تولید

Date of degree

۱۴۰۱/۰۶/۳۰

Text of Note

در سال‌های گذشته، پیشرفت صنایع پلاستیک و کامپوزیت‌ها سبب ظهور نانوکامپوزیت‌های بر پایه پلیمر شده‌است. این مواد پیشرفته در صنایع مختلفی اعم از خودروسازی، هوافضا‌، تجهیزات پزشکی و ساختمان‌سازی کاربرد دارند. یکی از پرمصرف‌ترین پلیمرها، پلی‌پروپیلن است که به دلیل مزایای گسترده خود، اعم از مقرون‌به‌صرفه بودن، فرایندپذیری خوب، چگالی کم و... موردتوجه زیادی واقع شده است. یکی از بهترین روش‌ها به‌منظور بهبود خواص پلی‌پروپیلن، ترکیب آن با یک فاز لاستیکی و تولید کامپوزیت ترموپلاستیک الاستومر می‌شود. هرچند که آلیاژسازی پلیمرهای سبب بهبود خواص مختلف مانند خواص مکانیکی می‌شود، اما گاهاً با معایبی نیز همراه است، همانند کاهش استحکام کششی. با این‌حال، با اضافه‌کردن مقدار کمی نانوذرات به آن می‌توان به‌خصوصیات مکانیکی و حرارتی بی‌نظیری دست‌یافت.در این پایان‌نامه، به کمک یک روش جدید به نام فرایند اصطکاکی اغتشاشی حرارتی، نانو کامپوزیت‌هایی بر پایه PP/NBR/PP-g-MA با درصد وزنی 15/20/65 ساخته و سپس به‌وسیله 5% وزنی نانوذرات HNT تقویت شدند. تأثیر پارامترهای فرایندی در روش اصطکاکی اغتشاشی حرارتی بر روی خواص مکانیکی و مورفولوژی این نانوکامپوزیت‌ها بررسی شد. به‌منظور بهینه‌سازی خواص مکانیکی، از روش رویه سطح پاسخ و طراحی Box-Behnken استفاده شد. به کمک آزمون تست کشش، خواص استحکام کششی و ازدیاد طول در هنگام شکست مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد به‌وسیله بهینه‌سازی پارامترهای کمی، مانند سرعت دورانی، سرعت پیشروی و دما، می‌توان هم‌زمان بیشترین مقدار استحکام کششی 18.5 مگاپاسکال و بیشترین مقدار ازدیاد طول در هنگام شکست 32.5% دست پیدا کرد. تصاویر SEM نشان می‌دهند اندازه ذرات فاز لاستیک در قطعاتی که سرعت برشی آن‌ها بیشتر است، کاهش می‌یابد. نتایج TGA نشان می‌دهد با افزایش سرعت دورانی، دمای شروع و دماهای تخریب مختلف افزایش می‌یابند. با توجه به آزمون XRD، پخش بهتر نانوذرات در ماتریس پایه و و افزایش نفوذ زنجیره‌های پلیمری در آن‌ها، سبب کم شدن زاویه پیک در نمونه‌هایی با سرعت دورانی بالاتر می‌شوند.کلید واژه‌ها: فرآیند اصطکاکی اغتشاشی، نانوکامپوزیت، خواص مکانیکی، پارامترهای فرایندی، مورفولوژی

Text of Note

In the past years, we have seen the emergence of polymer-based nanocomposites with the progress of the plastic and composite industries. These advanced materials are used in various automotive, aerospace, medical equipment, and construction industries. One of the most widely used polymers is polypropylene, which has received a lot of attention due to its wide advantages, including cost-effectiveness, good processability, low density, etc. Along with the advantages, the disadvantages of propylene, such as the high strain rate, limit its performance. One of the best ways to improve the properties of polypropylene is to combine it with a rubber phase and produce a thermoplastic elastomer composite. Even though alloying polymers improves properties like mechanical properties, adding a small number of nanoparticles to it can make it have unique mechanical and thermal properties. In this thesis, nanocomposites based on PP/NBR/PP-g-MA with a weight percentage of 15/20/65 were made with the help of a new method called the thermal agitation friction process and then reinforced with 5% of HNT nanoparticles. The effect of process parameters in the friction stir method on the mechanical properties and morphology of these nanocomposites was investigated. In order to optimize the mechanical properties, the response surface method and Box-Behnken design were used. With the help of the tensile test, the properties of tensile strength and elongation at break were investigated. The results show that optimization can lead to a maximum tensile strength of 18.5 MPa and a maximum elongation at break of 32.5%.

Variant Title

Requirements for the Degree of Master of Science (M.Sc.) in Mechanical Engineering

Entry Element

‏ملوک زاده،

Part of Name Other than Entry Element

‏ایلیا

Relator Code

تهیه کننده

Entry Element

‏مصطفی‌پور،

Entry Element

رضایی،

Part of Name Other than Entry Element

‏امیر

Part of Name Other than Entry Element

‏مصطفی

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور

Entry Element

‏تبریز