رساناسازي آلياژ سه‌تايي پلي‌پروپيلن/ استايرن-اتيلن-بوتيلن-استايرن/ پلي‌آميد6 با استفاده از نانولوله‌كربني چندجداره

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي پليمر

كارشناسي ارشد

اين پايان‌نامه به فرآيند پيچيده‌ تركيب نانولوله‌هاي كربني چند جداره در يك آلياژ سه‌تايي متشكل از پلي‌پروپيلن، استايرن-اتيلن-بوتيلن-استايرن و پلي‌آميد6 مي‌پردازد. پژوهش حاضر شامل دو فاز اصلي مي‌باشد. فاز اول اين پروژه در خصوص ساخت آلياژ سه‌تايي با تركيب درصدهاي متفاوت، متشكل از PP/SEBS/PA6 و توسعه ريزساختار جهت آماده‌سازي براي افزودن نانو ذره رسانا در راستاي رسيدن به رسانايي مطلوب مي‌باشد. فاز دوم پروژه، افزودن نانولوله‌ كربني چند جداره به آلياژ سه‌تايي است، كه از لحاظ مورفولوژي براي كاربردهاي رسانايي مناسب باشد. بدين منظور در فاز اول اين پژوهش كه خود شامل دو بخش مي باشد، در بخش اول مورفولوژي آلياژ (PP/SEBS/PA6) با استفاده از مدل‌هاي تجربي پيش‌بيني شد. در روش آزمايشگاهي با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني مورفولوژي ذرات پراكنده مجزا از هم، پلي‌آميد6 و استايرن-اتيلن-بوتيلن-استايرن در زمينه پلي‌پروپيلن مشاهده شد. به دليل مناسب نبودن مورفولوژي جهت رساناسازي در بخش دو از فاز اول پژوهش، با تغيير تركيب درصد و ساخت سه نمونه جديد با استفاده از مخلوط‌كن داخلي، تصاوير حاصل از ميكروسكوپ الكتروني نشر ميداني بعضي از نمونه‌ها مورفولوژي پيوسته را نشان داد و نمونهPA6/SEBS/PP باتركيب درصد30/30/40 به عنوان نمونه انتخابي جهت ادامه پژوهش و آغاز فاز دوم استفاده شد. در فاز دوم از پژوهش به منظور ساخت نانوكامپوزيت رسانا، از روش رقيق سازي مستربچ استفاده شد. در بخش يك از فاز دوم پژوهش، مقدار 5% وزني نانولوله كربني چندجداره با پلي‌‌آميد6 مستربچ شد و به روش رقيق سازي با PP و SEBS مخلوط شد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني نشان دهنده قرارگيري و توزيع نانولوله‌هاي كربني چندجداره درون فاز پلي‌‌آميد6 بود. نتايج آزمون رساناي الكتريكي اين نمونه13E 77/2 شد.در بخش دو از فاز دوم پژوهش، با هدف محلي‌سازي نانولوله‌هاي كربني چندجداره در فصل مشترك جهت ايجاد تونل زني بين نانولوله ها و تشكيل شبكه رسانا، مقدار 8% وزني نانولوله كربني چندجداره با SEBS مستربچ شد و به مدت 5 دقيقه درون مخلوط‌كن داخلي مخلوط شد و سپس در چهار زمان مختلف PP و PA6 به آن افزوده و مخلوط شدند. نتايج حاصل از آزمون رساناي الكتريكي نمونه ساخته شده در زمان 5/2 دقيقه را رسانا نشان داد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني قرارگيري نانولوله‌هاي كربني چندجداره را در فصل مشترك SEBS و PA6 تاييد كرد. نتايج خواص رئولوژي نشان دادند كه در نمونه‌هاي حاوي MWCNT ويسكوزيته و مدول افزايش پيدا كرده‌است و نمونه‌ها رفتار نازك شدن برشي با افزايش فركانس را نشان دادند كه نشان‌دهنده‌ ماهيت شبه پلاستيكي است. همچنين تغيير رفتار آميزه‌هاي حاوي MWCNT از حالت شبه مايع به شبه جامد نشان از ايجاد شبكه سه بعدي فيزيكي نانولوله ها در آميزه دارد. آستانه نفوذ الكتريكي نمونه‌ها در زمان 5/2 دقيقه در 2 تا 10 درصد وزني مختلف نانولوله كربني چندجداره بدست آورده شد و نشان داد با افزايش درصد وزني MWCNT به آميزه، افزايش قابل توجهي از چهار مرتبه بزرگي در هدايت الكتريكي بين 4 تا 6 درصد وزني MWCNTها مشاهده مي‌شود كه نشان‌دهنده تشكيل شبكه سه بعدي MWCNT ها در آميزه است.

231680

فراورش

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان