مدلسازي سينتيك جدايي فازي محلول هاي پليمري تحت اثرات سطوح جامد

كارشناسي ارشد

از كاربردهاي مهم مواد پليمري بصورت محلول، آلياژ و كامپوزيتها تشكيل يك لايه يا پوشش بر روي سطوح جهت انجام وظيفه خاصي مي¬باشد. در اين حالت خصوصيات تركيب پليمري و خصوصيات فيزيكي و مكانيكي سطح از عوامل تعيين كننده تشكيل و پايداري پوشش بر روي سطح ميباشد. در مجاورت سطح بين بافت توده پليمر و ديواره جامد يك لايه مياني با ريزساختار خاص و متفاوت از بافت توده تشكيل گرديده كه وظيفه چسبندگي و اتصال پليمر به سطح را دارد. خصوصيات اين لايه مياني توسط متغيرهاي عملياتي مانند غلظت و دما و نيز خصوصيات سطح كنترل مي¬گردد. هدف از اين پژوهش مدلسازي پديده¬ي جدايي فازي يك محلول پليمري در مجاورت سطح جامد بصورت دو بعدي و پيش بيني ريزساختار نهايي فيلم نازك ايجاد شده روي سطح جامد مي¬باشد. در اينجا براي مدلسازي فرايند جدايي فازي از تئوري غيرخطي جدايي فازي كان-هيليارد استفاده شده است. براي حل معادله كان- هيليارد نيازمند معادله انرژي خواهيم بود كه به همين منظور از معادله انرژي فلوري هاگينز استفاده مي¬شود. خصوصيات سطحي را از طريق معادله¬ي انرژي وارد معادلات مدلسازي كرده و با حل مدل به پيش بيني مسير تحول ريزساختار محلول طي جدايي فازي اسپينودال محلول پليمري پرداخته مي¬شود. در واقع هدف از اين پژوهش بررسي اثر خصوصيات سطحي مختلف بر روي ريز ساختار نهايي خواهد بود. مدلسازي بر مبناي مقادير پارامتر موثر سطحي كه در بر دارنده¬ي برهمكنش¬هاي اجزاء و سطح جامد است انجام شده است. با افزايش ميزان پارامتر موثر سطحي ريزساختار نهايي محلول از حالت نوارهاي¬ غني از پليمر به حالت قطرات غني از پليمر پراكنده در فاز پيوسته حلال تغيير يافته و همچنين ميزان پوشش سطح توسط پليمر كاهش يافته و ميزان پيشرفت جدايي فازي نيز افزايش يافته و سطح مشترك دو فاز كاهش يافته و به حالت دو فاز كاملا مجزا قابل مشاهده خواهد بود. از طرف ديگر مدلسازي سه بعدي جهت نشان دادن تفاوت ريزساختار ايجاد شده از محلول پليمري در مجاورت سطح جامد و در مجاورت سطح آزاد مي¬باشد. واژه‌هاي كليدي: محلول پليمري، سطح، ريزساختار، لايه¬ي مياني، مدلسازي، پارامتر موثر سطحي؛

183326

دانشگاه علم و صنعت ايران

شيمي - ترموديناميك و سينتيك

دكتر محمدرضا مقبلي - دكترمجيد غياث