No category

منابع پایان نامه ارشد با موضوع مورفولوژی، انعطاف پذیری

دانلود پایان نامه

خواهدشد. افزایش انعطاف‏پذیری باعث افزایش قابلیت چسبندگی در محدوده وسیعتری از سطوح می‏شود و قطبیت لازم برای چسبیدن به سطح توسط گروه‏های استات باقی‏مانده تأمین می‏گردد.

۲-۳-۳ بررسی خواص کوپلیمرهای امولسیونی وینیل‏استات-اتیلن
با کوپلیمریزاسیون وینیل‏استات-اتیلن می‏توان رزینی امولسیونی به‏دست آورد که بسته به نسبت مونومرها دارای دمای انتقال شیشه‏ای (Tg) بین ۳۰- تا ۲۸ درجه سانتیگراد می‏باشد. در اغلب کاربردهای رزینهای امولسیونی در صنایع چسب، روکش و رنگ، خواص چسب و حامل به Tgرزین بستگی دارد. Tgکوپلیمرها را به طور تقریبی می‏توان از درون‏یابی خطی میان Tgهر کدام از پلیمرها به‏دست آورد. بنابر این Tgرا برای کوپلیمر وینیل‏استات-اتیلن می‏توان بین ۲۸ تا ۷۸- درجه سانتیگراد درون‏یابی کرد[۴]. دیده می‏شود این تقریب، انحراف کمی با مقدار حقیقی Tgکوپلیمر مذکور دارد(شکل۲-۳).

شکل ۲-۳. مقایسهTg مشاهده شده و محاسبه شده در مورد کوپلیمرهای وینیل‏استات-اتیلن[۱۷]
اسکات و همکاران (Scott et.al) اثر درصد اتیلن بر ‏Tg کوپلیمر امولسیونی VAE را مطالعه کرده‏اند (شکل۲-۳). Tgهای اندازه‏گیری شده از ۳۷ درجه سانتیگراد برای پلی‏وینیل‏استات تا ۱۰- درجه برای کوپلیمر حاوی ۳۲ درصد وزنی اتیلن تغییر می‏کند. با افزایش درصد اتیلن کوپلیمر، تقریباً یک کاهش خطی Tg مشاهده می‏شود که اثر نرم‏کنندگی اتیلن را نمایش می‏دهد. ورود اتیلن به پلی‏وینیل‏استات باعث افزایش فاصله گروههای استات در زنجیر پلیمر ‏شده و در نتیجه انعطاف‏پذیری زنجیرهای پلیمر افزایش و Tg کاهش می‏یابد. به نظر می‏رسد که حداقل مقداری برای اتیلن ( ۸-۱۰ درصد وزنی) احتیاج است تا اثر نرم‏کنندگی آن مشخص گردد.

شکل ۲-۴. اثر درصد اتیلن بر Tgکوپلیمر [۱۸]
نتایج Tgبا مشاهدات تجربی مطابقت دارد. کوپلیمر حاوی مقدار کم اتیلن کاملاً شکننده است در صورتی‏که کوپلیمر با درصد اتیلن بالا قابلیت حالت لاستیکی، پوسته‏شدن و چسبندگی بالا از خود نشان می‏دهد. کوپلیمر با جرم‏مولکولی پایین و درصد اتیلن بالا استحکام کششی پایینی دارد. به عبارت دیگر، پلیمر با جرم‏مولکولی بالا بدون توجه به درصد اتیلن بسیار چقرمه (Tough) می‏باشد[۱۸].
انعطاف پذیری معمولاً به طور کیفی رابطه معکوس با Tg دارد و به طور دقیقتر به ازدیاد طول و مقاومت کششی در یک دمای خاص ارتباط پیدا‏می‏کند. جدول (۲-۳) مقادیر مربوط به Tg، مدول % ۱۰۰، مقاومت کششی و ازدیاد طول را برای تعدادی از کوپلیمرهای وینیل‏استات-اتیلن بیان می‏کند. دیده می‏شود در ‏Tg پایین مقاومت کششی با افزایش ازدیاد طول نهایی کاهش می‏یابد. همچنین دیده می‏شود مدول ۱۰۰درصد کوپلیمرهای مختلف تقریباً یکسان است و تغییرات چشمگیری ندارد.
جدول ۲-۳. برخی خواص مکانیکی تعدادی از کوپلیمرهای وینیل‏استات-اتیلن]۱۸[
(۱) نوع رزین
T g (?C)

(۳) و(۲) مدول %۱۰۰
(psi)
کشش نهایی
(psi)
ازدیاد نهایی
(%)
همو پلیمر PVAc
۲۸

۵۹۰۰
۱۰
کوپلیمر EVA
۳
۳۲۲
۹۶۰
۱۶۶۰
کوپلیمر EVA
۲۰-
۲۰۳
۶۹۰
۲۰۴۰
کوپلیمر EVA
۳۰-
۲۱۴
۶۱۵
۲۱۱۰
کوپلیمر DBM
۶
۳۴۷
۶۱۸
۱۵۰۰

کوپلیمرهای وینیل‏استات-اتیلن را می‏توان از طریق بسیاری از فرایندهای پلیمریزاسیون امولسیونی بسته به نوع تقاضا و خواص محصول به‏دست آورد. به طور مثال می‏توان با انتخاب سیستم مناسب کلوئید محافظت کننده۱۸ به محصولات با جرم مولکولی بالا، درصد جامد بالا و ویسکوزیته مناسب دست یافت. نوع و مقدار سیستم محافظت کننده تأثیر زیادی روی خواص فیزیکی و کیفیت امولسیون دارد. با استفاده از مخلوط کلوئید محافظت کننده و امولسیفایر می‏توان خواص مورد نظر را به دست آورد. امولسیونهایی که شامل مخلوط فوق است خواص بینا بینی ارایه می‏کنند نسبت به وقتی که فقط از یک نوع استفاده شده باشد.
جدول(۲-۴) خواص محصولات به دست آمده در سیستمهای مختلف محافظت کننده در پلیمریزاسیون امولسیونی را به دست می‎‏دهد.
جدول۲ -۴ .کنترل خواص امولسیونی با سیستم محافظت‏کننده[۱۸]
سیستم محافظت‏کننده
پلی‏وینیل‏الکل
عامل فعال‏کننده سطح+ کلوئید
عامل فعال‏کننده سطح
مقاومت رطوبت کم
ترکنندگی عالی
خشک شدن سریع
چسبندگی عالی به PVC
چسبندگی ضعیف به PS
مقاومت رطوبت خوب
ترکنندگی ضعیف
خشک شدن آرام
چسبندگی خوب به PVC
چسبندگی خوب به PS
مقاومت رطوبت عالی
ترکنندگی ضعیف
خشک شدن آرام
چسبندگی ضعیف به PVC
چسبندگی عالی به PS
با کنترل توزیع جرم‏مولکولی می‏توان میزان چسبندگی رزین را تغییر داد. محصولات را می‏توان طوری طراحی کرد که فقط در دماهای بالا چسبناک باشند و در دمای محیط چسبنده نباشند.
صالحی مبارکه و همکاران [۱۸] اثر فشاربرسنتز کوپلیمر وینیل استات – اتیلن به روش پلیمر شدن امولسیونی ناپیوسته رابررسی کردند.دراین آزمایش اثرفشار سه ازمایش VAE1، VAE2و VAE3 به ترتیب درفشار های ۲۳ ،۳۵ و۱۱ اتمسفر بررسی شد.درشکل ۲-۵ اثرفشار بر درصد اتیلن کوپلیمر باگذشت زمان مشاهده می شود.برای واکنش VAE3 که فشار راکتور ۱۱ اتمسفر است دزصداتیلن درکوپلیمر به علت فشار کم راکتور ودرنتیجه کاهش وجوداتیلن درمحل های واکنش بازمان کاهش می یابد.
برای واکنش VAE2 که فشار درون سیستم ۳۵ اتمسفر است ازدیاد فشار باعث افزایش وجود اتیلن درمحل های واکنش می شود،همچنین، سرعت مصرف منومر وینیل استات را تحت تاثیرقرار می دهد،این مساله درشکل ۲- ۵ مشهود است.
بامقایسه منحنی های درصد اتیلن برحسب زمان مشخص می شودکه باکاهش فشار از ۲۳ به ۱۱ اتمسفر، درصداتیلن درکوپلیمر کاهش می یابد،بطوریکه بهدازمراحل ابتدایی واکنش مقادیر درصداتیلن برای کوپلیمر VAE3 درهمه موارد زیر VAE1 است واین روند ادامه می یابد[۱۸].

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   منبع پایان نامه درمورد محیط زیست، دینامیکی، ظرفیت جذب، مزایا و معایب

شکل۲-۵. تغییرات درصداتیلن برحسب زمان درفشار های ۱۱، ۲۳و ۳۵ اتمسفر [۱۸]

۲-۳-۴ کاربردها و موارد استفاده کوپلیمرهای امولسیونی وینیل‏استات-اتیلن
امولسیونهای وینیل‏استات- اتیلن مصارف زیادی در صنایع مختلف پیدا کرده‏اند. کاربردهای این امولسیون را می‏توان در دو گروه زیر تقسیم‏بندی کرد[۴]:
۱) ساخت لامینیتهای PVC و سایر پلاستیکها
? – ساخت پانلهای چوب
? – لاک های PVC مورد استفاده در ساخت اثاثیه و مبلمان
? – سطوح خارجی پرده‏ها
? – لامینیتهای مورد استفاده در مصارف اثاثیه، اتومبیل و کفش
۲) رنگ و روکش
۳) چسبهای بسته بندی
? – ساخت کارتن‏ها و درزبندی
? – ساخت قطعات مورد استفاده در کارتن‏های فنجان و ظروف
? – کارتون‏های پنجره
? – روکشهای قابل درزبندی با حرارت
?- چسبهای مدادی
ترکیب چسب بر اساس دو مورد زیر طراحی می‏شود[۴]:
۱- خواص فیزیکی کل ترکیب قبل از کاربرد روی زمینه و قابلیت اجرای آن روی سطح.
۲- خواص چسب خشک شده با ملاحظات مربوط به چسب و زمینه.
از آنجائیکه کوپلیمر امولسیونی VAE مدنظر است، ترکیب چسب براساس یک مخلوط پراکنده(Disperse) مایع مطالعه می‏شود. خواص فیزیکی یک مخلوط پراکنده پلیمری در درجه اول به پراکندگی سیستم بستگی دارد و به طور نسبی مستقل از ترکیب رزین است. از نظر تئوری می‏توان سیستمی طراحی کرد که رزین چسب به‏دست آمده قابل اجراء روی سطح باشد. پس رزین VAE با خواص چسبندگی مخصوص را نیز می‏توان در یک سیستم پراکنده طوری طراحی کرد که به راحتی قابل اجراء روی زمینه باشد.
۲- ۴ پلیمریزاسیون امولسیونی وینیل استات با ? الفین‎های دارای زنجیره بزرگتر
اگرچه تابحال کوپلیمرهای وینیل استات باالفین‎ها معطوف به کوپلیمرهای شامل اتیلن بوده است، یافته‎های جدید حاکی ازآن است که آلفاالفین‎ها می‎توانند بخوبی درفرم امولسیونی باوینیل استات پلیمریزه شوند، بشرطی که مواداولیه باقیمت پائینی دردسترس بوده باشد.
مزیت استفاده از آنهادراین است که برای انجام فرآیند کوپلیمریزاسیون درفرم امولسیونی دیگر نیازی به اعمال فشار بالایی برای تزریق اتیلن داخل راکتور امولسیونی حاوی وینیل استات نیست بگونه‎ای که باافزایش طول زنجیر آلفاالفینی مثلا برای تزریق وگنجاندن ۱ – بوتن درزنجیره کوپلیمر تنها به فشار متوسطی حدود psi150 نیاز است واین درحالیست که باافزایش طول زنجیره آلفاالفینی اعمال فشاربرای تزریق ۱- هگزن و۱- اکتن داخل راکتورکاملا اختیاری است] ۱۹-۲۱ [.
۲-۵ اثر نانورس بر بهبود مورفولوژی
افزودن ذرات جامد به آمیزه‌های پلیمری یک تکنیک قدیمی در فرایند ترموپلاست‌ها و رابرها است. تقریباً ۷۰ درصد مواد پلیمری دارای ذرات جامد می‌باشند، که شامل پرکننده‌هایی در اندازه‌های مختلف از ابعاد نانومتری تا میکرومتری می‌باشد. در حقیقت هدف افزودن ذرات به آمیزه‌های الاستومری یک هدف کاربردی مثل رسیدن به هدایت الکتریکی بالا و یا خواص مکانیکی بوده است. از آن‌جایی که اندازه پرکننده‌های معمول هم مرتبه و یا بزرگتر از اندازه فاز پلیمری پراکنده شونده هستند، این ذرات نمی‌توانند به طور چشمگیری در تعیین مورفولوژی آمیزه مداخله کنند. ذرات نانومتری کربن سیاه مورد استثنا بوده است. برای مثال مطالعه بر روی توزیع کربن سیاه در آمیزه‌های الاستومری به چهل سال پیش باز می‌گردد. این کوشش‌ها بعداً به دیگر الاستومرها و ترموپلاست‌ها با هدف اصلی کاهش بخش پرکننده‌ی رسانا جهت ایجاد رسانایی الکتریکی، توسعه یافت [۲۲].
از دیدگاه توسعه مواد، باید بتوان پیش بینی کرد که چگونه افزودنی‌ها کارکرد مواد را تحت تأثیر قرار می‌دهند،‌و بدون شک نحوه‌ی توزیع ذرات پرکننده درون مواد از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. بنابراین مشابه امولسیون‌های مایع، فرمولاسیون آمیزه‌های پلیمری نانوکامپوزیتی به منظور کنترل مورفولوژی آمیزه داری اهمیت می‌باشد، چرا که شکل و اندازه‌ی ذرات پراکنده شونده و برهمکنش‌های بین سطحی آن با ماتریس را تحت تأثیر قرار می‌دهد و همچنین موقعیت و توزیع ذرات پراکنده شونده نیز از نحوه‌ی فرمولاسیون اثر می‌پذیرد [۲۳].
اثر ذرات پرکننده بر مورفولوژی آمیزه‌های پلیمری طبق مطالعه‌ی تحقیقات انجام شده، کاملاً واضح است. برای مثال کاهش اندازه نواحی پلیمر پراکنده شونده در الاستومرها و ترموپلاستیک‌ها گزارش شده است. زمخت شدن۱۹ مورفولوژی نیز گزارش شده است [۳۵]، برای مثال در مطالعه‌ای که توسط گالیتنر۲۰ صورت گرفته است، این امر برای آمیزه پلی‌آمید-پلی‌پروپیلن مشاهده شده است. اخیراً مطالعاتی بر روی سیلیکات‌های لایه‌ای به عنوان عوامل سازگار کننده در آمیزه‌های پلیمری امتزاج ناپذیر گزارش شده است، که در برخی موارد بهبود مورفولوژی بسیار مؤثر بوده است [۲۴-۲۷].
در بسیاری از موارد آمیزه‌های پلیمری که با نانوذرات پر شده‌اند سازگاری بهتری با توجه به اندازه مورفولوژی نسبت به آمیزه‌های خالص از خود نشان می‌دهند. در حقیقت مورفولوژی ریزتر می‌شود و پایداری بهتری در

دیدگاهتان را بنویسید