No category

منابع پایان نامه ارشد با موضوع مورفولوژی، مواد معدنی، کانون توجه، تقسیم بندی

دانلود پایان نامه

عنوان مثال فرایند مذاب اجازه می‌دهد که نانوکامپوزیت‌ها از طریق دستگاه‌های معمول کامپوندینگ۶۱ مثل اکسترودرها و یا میکسرها تهیه شوند.
بنابراین، بخش عمده‌ای از پلیمرهای ترموپلاستیک از قبیل پلی‌آمیدها، پلی‌اتیلن ترفتالات، پلی‌یورتان‌های ترموپلاست، پلی‌اُلفین‌ها، پلی‌کاپرولاکتون و دیگر پلیمرها برای مطالعه‌ی تشکیل نانوکامپوزیت‌ها از طریق جادهی مذاب مورد استفاده قرار گرفته‌اند[۴۰].
۲-۶-۶ ساختار و شناسایی نانوکامپوزیت‌ها
نفوذ پلیمرها در مواد معدنی با حفظ طبیعت لایه‎ای آنها نیز روش فوق العاده‎ای برای تهیه ترکیبات پلیمر با مواد معدنی است . دوراه اصلی برای تهیه سیستم‎های لایه‎ای پلیمر با مواد معدنی وجود دارد: در برخی پلیمرها به صورت مستقیم و در بقیه با پلیمریزاسیون در جای مونومرهایی که قبلا در فضاهای بین لایه‎های خاک رس نفوذ کرده اند. از آنجایی که پلیمرهایی که به صورت مستقیم در ساختار لایه‎ای نفوذ می‎کنند محدود هستند، روش دوم اهمیت بیشتری دارد. گرچه کنترل وزن مولکولی پلیمرهایی که با روش پلیمریزاسیون درجا شکل می‎گیرند بسیار مشکل است.
محصولات نفوذ پلیمر‎ها در مواد لایه‎ای معدنی خواص ویژه زیر را دارند:
? از ترکیب انواع مختلف و متنوعی از پلیمرها و مواد میزبان به دست می‎آیند ;
? پلیمرها می‎توانند با حفظ ساختار لایه‎ای خاک رس در فواصل بین لایه‎ای آن نفوذ کنند و این باعث حضور غیر ایزوتروپیک پلیمر در دو بعد نانومتری خواهد شد.
? فاصله بین لایه‎ای خاک رس با اندازه مولکولهای پلیمر مورد نظر قابل تغییر است.
? نوع پلیمرهایی که در فضاهای بین لایه‎ای وارد می‎شوند‎، علاوه بر محیط مجاور لایه‎ای خاک رس و خواص پلیمر و خاک رس‎، به اثرات متقابل این دو نیز بستگی دارد.
واضح است که پراکنش موثر ذرات غیر یکنواخت (غیر ایزوتروپیک با نسبت نسبت منظر بالا مثل الیاف کوتاه، پولکی و… )داخل یک بستر پلیمری پیوسته همراه با چسبندگی مناسب بین سطح پرکننده و بستر عامل اصلی تقویت مناسب یک بستر پلیمری است.[۱۱]
از لحاظ مورفولوژی کامپوزیتهای بر پایه پلیمر – نانورس بر اساس توزیع و فاصله لایه‎های سیلیکاتی به ۳ دسته کلی تقسیم بندی می‎شوند:[۱۱]
? ساختار بین لایه‎ای شده ۶۲
? ساختار ورقه‎ای شده ۶۳
? ساختار بینابین
الف) ساختار بین لایه‎ای :
فاصله بین لایه‎ای در این ساختار افزایش می‎یابد و زنجیرهای پلیمر بدون جداسازی کامل لایه‎ها بین آنها نفوذ می‎کنند و یک حالت منظم کریستالی با فواصل تکراری در حد چند نانومتر(۲۰-۳۰ انگستروم)‎، بدون توجه به نسبت پلیمر به خاک رس‎، ایجاد می‎شود.خواص این نانوکامپوزیتها مشابه سرامیک هاست.
لایه‎های جدانشده خاک رس و انباشتگی‎ها در ماتریس پلیمری اغلب به نام tactiod یاد می‎شود.
ب) ساختار ورقه‎ای شده
لایه‎های مجزای سیلیکات یا توده‎های کوچک برخی از لایه‎ها به طور هموژن در بستر پلیمری پراکنده می‎شوند. فاصله این لایه ها(۸۰- ۱۰۰ انگستروم) در حدی نیست که اثرات متقابلی بین آنها وجود داشته باشد. این فاصله فقط به میزان خاک رس موجود در بستر بستگی دارد . با توجه به خواص مشاهده شده‎، این ساختار باعث حداکثر تقویت در بستر پلیمری می‎شود.
ج) ساختار بینابین
در این حالت به علت اثرات متقابل لایه‎های هیدروکسیله شده سیلیکات‎، هردو ساختار فوق همزمان ولی با نسبت‎های مختلف در نانو کامپوزیت حاصله دیده می‎شوند.معمولا میزان خاک رس در نانو کامپوزیتهای پراکنده لایه‎ای بسیار کمتر از نانو کامپوزیت‎های لایه ا‎ی متناوب است. [۱۱]

شکل۲-۱۳. ساختارهای میکروکامپوزیت با فاز مجزا (a)، بین لایه‎ای شده (b)، ورقه‎ای شده (c) [51]
۲-۷ مطالعه برهم کنش ذرات نانو و ذرات لاتکس
در سالهای اخیر تهیه پلیمرهای محتوی ذرات غیرآلی با اندازه نانو؛ به دلیل خواص جذابی که در صنایع مختلف ارائه داده اند بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. بویژه خواص مکانیکی ]۵۲ [ ‎، گرمایی ]۵۳[‎، نوری ]۵۴[‎، الکتریکی ]۵۵[ و مغناطیسی ]۵۶ [ کانون توجه بیشتری بوده اند. انواع پلیمرهایی که حضور ذرات نانو در آنها به بهبود خواص آنها کمک کرده است شامل انواع پلاستیکها، لاستیکها و پوششهای سطح می‎باشد که هر یک دارای کاربردهای متنوعی می‎باشند.
تمرکز ما در این گزارش تأثیر نانو بر آن گروه از پلیمرهایی است که با تکنیک امولسیونی تولید شده اند، و در صنایع رنگ دارای کاربرد هستند. طبعاً این ذرات میتوانند در حین پلیمریزاسیون در ترکیب ذرات پلیمری و با یک مورفولوژی معین قرار گیرند و یا در پایان پلیمریزاسیون و به صورت مخلوط فیزیکی حضور داشته باشند.
حضور ذرات معدنی در ساختار پلیمر به دلیل ناسازگاری ذاتی و عمدتاً به دلیل تفاوت دانسیته وعدم حلالیت در فاز آلی می‎تواند به لحاظ راندمان پخش شدگی و پایداری نهایی با مشکلاتی توأم باشد. این موضوع بدلیل ناهمگن بودن خود لاتکسها که خود نیز دارای درجه پایداری می‎باشند با پیچیدگی‎های بیشتری همراه است.
خواص نانو کامپوزیتها تا اندازه زیادی تحت تأثیر درجه پخش شدگی ذر? نانو در پلیمر وهمچنین چسبندگی بین سطحی ذر? نانو و پلیمر می‎باشد. اگرچه ذرات نانو را می‎توان یا از طریق اختلاط فیزیکی و توأم با هم زدن شدید و یا با کمک آسیاب پخش نمود. اما به هر حال در اغلب اوقات میزان چسبندگی پلیمر به نانو برای نیل به خواص مطلوب کافی نیست (۵۷). به همین دلیل امروزه بعضی بهبود سازیهای شیمیایی در سطح ذرات نانو انجام می‎شود تا سازگاری آنرا با سیستمهای پلیمری بهبود بخشد. در روشی دیگر با اتصال شیمیایی گروه‎های آلی به ذرات نانو امتزاج پذیری آنها را با فازهای آلی بهبود بخشیده اند.
تکنیک پلیمریزاسیون امولسیونی متداولترین تکنیکی است که ذرات نانو را شامل خود کرده است. ]۵۸[ اگرچه سایر تکنیک‎های ناهمگن مثل تکنیکهای سوسپانسیونی ]۵۹[ و دیسپرسیونی ]۶۰[ نیز به کار گرفته شده اند. بچ، نیمه پیوسته و پیوسته انجام می‎شود. یکی از مراحل مهم در این تکنیک مرحله هسته گذاری است. ماهیت منومرهای به کار رفته به ویژه میزان آبدوستی یا آبگریزی آنها تا حد زیادی تعیین کنند? نحو? هسته گذاری این منومرهاست. علاوه بر آن نوع و مقدار امولسیفایر نیز می‎تواند در چگونگی هسته گذاری تأثیرگذار باشد. بر اساس بسیاری از گزارشها ]۶۱[، حضور ذرات نانو در حین پلیمریزاسیون مکانیسم هسته گذاری و در نتیجه موفولوژی ذرات نهایی را تحت تأثیر قرار داده است. طبعاً مورفولوژی ذرات، علاوه بر آنکه کیفیت فیلم نهایی و خواص آن را تغییرمی دهد، حضور ذرات نانو ازنظر نوع و مقدار و راندمان پخش شدگی در فیلم تشکیل شده قادر بود اثرات زیادی را به خواص فیزیکی- مکانیکی فیلم نهایی تحمیل نماید.
ورود ذرات نانو به درون سیستمهای لاتکس به یکی از روشهای زیر صورت می‎گیرد:
۱- اختلاط فیزیکی ذرات نانو با محصولات لاتکس
۲- ورود فیزیکی ذرات در حین پلیمریزاسیون و حصول مورفولوژی‎های مختلف در پایان پلیمریزاسیون
۳- معرفی عوامل کوپل کنند? (trimethoxysilyl) propy methacrylate) -3 (MPS و یا عامل کوپل کننده MEMO(methacryloyoxypopyl- trimehoxysilane). این عوامل قادرند با سایر منومرهای اکریلیکی وارد واکنشهای کوپلیمریزاسیون شوند.
۴- اتصال گروهای روغن دوست به ذرات معدنی وایجاد قابلیت انحلال این ذرات در فازهای منومری به منظور دستیابی به مورفولوژی‎های خاص.
براساس آخرین اطلاعات موجود پلیمریزاسیون امولسیونی با حضور ذرات نانو در مقیاس آزمایشگاهی به شکل بچ ونیمه پیوسته در مقیاس صنعتی انجام شده است.
همچنین نشستن ذرات کامپوزیتی وینیل نانو سیلیکا با تکنیک پلیمریزاسیون امولسیونی بدون امولسیفایر نیز از طریق کوپلیمریزاسیون امولسیونی گزارش شده است .
۵- وینیل پیریدیدن در حضور سیلیکا سل ]۶۲[ گزارش شده است. البته تهیه سیستمهای هیبدرید نانو (الی – غیرآلی) در حضور عامل سطح به دلیل امکان کپسوله شدن ذره نانو بیشتر متداول است، چراکه با جذب مولکولهای امولسیفایر به سطح ذرات نانو، تمایل آنها به سمت منومرهای آلی را افزایش می‎یابد.
به عنوان نمونه در یک مطالعه سطح ذرات سیلیکا توسط یک امولسیفایر پوشش داده شد و سپس پوششهای نانو کمپوزیتی محتوی ۶-۰ درصد وزنی از سیلیکا و از طریق پلیمریزاسیون کاتیونی القاء شده با UV تهیه شد..
در پوششهای محتوی نانو به دلیل عدم جابجایی (Dislocation) درون فاز کریستالی نانو، سختی بهبود می‎یابد.
معمولاً ما هنگامی به حداکثر سختی دست می‎یابیم که بتوانیم به ساختار معینی در ترکیب فاز دست یابیم، به طوری که از توسعه تمام جابجایی‎ها و ترکها در آن ساختار جلوگیری به عمل بیاوریم.

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه با موضوعکاروانسرا، خانه سنتی، دوره قاجار، صنایع دستی

۲-۷-۱ نقش ذرات نانو در رنگ‎های لاتکسی
تا پیش از ده سال پیش مهمترین مشخص? رنگهای پایه آبی، مقاومت آب و هوایی آنها بود. مقالات منتشرشده در ده سال گذشته حاکی از پررنگتر شدن مسائل زیست محیطی و میل به کاهش voc بوده است.
همچنین با آتش سوزی در کارخانه‎های بزرگ تمایل به رنگهای ضد حریق نیز بیشتر شده است. علی رغم آنکه این نیازها را می‎توان با استفاده از رنگهای پایه آبی ساخته شده با رزینهای امولسیونی برآورده ساخت، اما از سوی دیگر بسیاری از پارامترها مثل براقیت، سرعت خشک شدن، چسبندگی، مقاومت به خوردگی و استحکام فیلمی دچار نقصان شده است.
استفاده از سیستمهای نانو و تولید رزین‎های هیبدریدی متشکل از ترکیب مواد آلی وغیرآلی توانسته است بهبود نسبی خواص را در پی داشته باشد. به طور کلی تولید نانو هیبرید در فرم امولسیونی بدلیل تنوع اجرای فرآیندها حجم بالایی از کارهای پژوهشی را به خود اختصاص داده است.

۲-۷-۲ برهم کنش پیگمنتها و فیلرها
معمولاً حضور ذرات معدنی در کنار فاز پلیمری موجب بهبود خواص مکانیکی فیلم نهایی می‎شود ]۶۳[. میزان بهبود یافتگی به ماهیت بر هم کنش فیلر و پلیمر بستگی دارد. این بر هم کنش به ماهیت شیمیایی فیلر و پلیمر هر دو بستگی خواهدداشت. سایر اجزاء موجود در رنگ مثل امولسیفایرها و مواد افزودنی نیز در کیفیت بر هم کنش فیلر و پلیمر تأثیرگذار خواهند بود و با آن رقابت می‎کنند. علاوه بر آن محتوای فیلر در پلیمر نیز مهم است. بنابراین میزان اثرگذاری یک فیلر متناسب با سطح در معرض پلیمر می‎باشد. مجموع سطح در معرض با انداز? ذره فیلر نسبت معکوس دارد. هنگامی که اندازه ذره فیلر به سمت مقیاسهای نانو پیش می‎رود سطح آن به طور تصاعدی و سرسامآوری افزایش می‎یابد به این ترتیب بامحتوای وزنی اندک ذرات نانو، سطح در معرض بسیار بزرگی داریم وعلاوه بر بهبود خواص مقاومتی یک پلیمر با اثرات نامطلوب ناشی از زیاد بودن محتوای فیلر مثل کاهش براقیت مواجه نخواهیم شد.
از چنین اثر تقویتی فیلر در پلیمر تحت عنوان پلیمر تقویت شده با ذرات نانو یا (Polymeric nanoreinforced) یاد

دیدگاهتان را بنویسید