اصلاح سيلاني سطح الياف پلي¬اتيلن¬ترفتالات (PET) و ارزيابي چسبندگي آن به لاستيك نيتريل (NBR)

كارشناسي ارشد

چسبندگي بين پارچه/الياف و لاستيك نقش مهمي در كارايي و دوام كامپوزيت در شرايط عملياتي ايفا مي¬كند. هدف از اصلاح شيميايي و فيزيكي سطح الياف، افزايش ميزان چسبندگي بدون اثر گذاري منفي بر خواص مكانيكي آنها مي¬باشد. در اين تحقيق از اصلاح سيلاني سطح الياف PET با دو سيلان مرسوم در صنعت لاستيك با نام¬هاي بيس¬تري¬اتوكسي-سيليل¬پروپيل¬تتراسولفايد (TESPT) و وينيل¬تري¬متوكسي¬سيلان (VTMS) جهت افزايش چسبندگي به لاستيك نيتريل (NBR) استفاده شد كه انتخاب مناسبي براي توليد قطعات لاستيكي مقاوم در برابر سوخت مي¬باشد. از آنجا كه پارچه PET چسبندگي ضعيفي به لاستيك ها دارد، قبل از فرآيند سيلاني كردن با دو روش فتوشيميايي (UV/GAP) و شيميايي (آبكافت قليايي) در زمان¬هاي متفاوت كربوكسيله و هيدروكسيله شد. به منظور تعيين ميزان سيلان مورد نياز براي واكنش با گروه¬هاي اكسيژن¬دار برروي سطح الياف از آناليز TGA استفاده شد. سيلاني كردن در غلظت¬هاي مختلف (1، 5 و10 برابر مقدار استوكيومتري سيلان) جهت تسهيل شرايط واكنش و افزايش ميزان سيلان متصل شده به سطح انجام شد. جهت بررسي واكنش سيلان¬ها با لاستيك NBR از آناليز DSC استفاده شد. تركيب شيميايي سطوح الياف PET قبل و بعد از آمايش شيميايي و سيلاني كردن توسط آناليز ATR-FTIR مورد بررسي قرار گرفت. مورفولوژي سطح الياف، فصل¬مشترك بين آميزه لاستيكي و الياف و همچنين درصد عناصر سطحي الياف PET با آمايش¬هاي متفاوت، با استفاده از آناليز SEM-EDX مورد مطالعه قرار گرفت. استحكام پوستگي و بيرون¬كشي الياف از لاستيك براي ارزيابي استحكام چسبندگي پارچه/نخ PET نسبت به آميزه NBR مورد استفاده قرار گرفت. مشخص شد كه ميزان سيلان متصل شده برروي سطح الياف كربوكسيله بيشتر از الياف هيدروليز شده با قليا بوده است. نتايج نشان داد كه در الياف كربوكسيله، سيلان¬هاي TESPT و VTMS استحكام چسبندگي الياف PET به NBR را در آزمون بيرون¬كشي الياف از لاستيك به ترتيب 28 و 10.5 درصد و در آزمون پوست¬كني به ترتيب 11.3 و8.7 درصد افزايش داده¬اند. نهايتاً با اندازه¬گيري كشش سطحي لاستيك و الياف با آمايش¬هاي متفاوت، مقادير پارامتر¬هاي انرژي آزاد سطحي، كار ترموديناميكي چسبندگي (W) و تابع اتلاف (1+φ) محاسبه و مقايسه شد. نتايج نشان داد كه سيلاني كردن پارچه PET، موجب افزايش استحكام چسبندگي و فاكتور اتلاف شده، اما در عوض انرژي آزاد سطحي الياف و كار ترموديناميك چسبندگي را كاهش داده است.

210769

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر محمود رضوي زاده

مهندسي شيمي - مهندسي پليمر

دكتر مسعود جمشيدي