دانلود رایگان پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد رشته‌ی مهندسی صنایع پلیمر
باعنوان:
بررسی اثر نانو ذرات خاک‌رس بر خواص پلی اتیلن اتصال عرضی شده
چکیده بررسی اثر نانو ذرات خاک‌رس بر خواص پلی اتیلن اتصال عرضی شده :
پلی‌اتیلن اتصال‌عرضی شده به علت داشتن خواص الکتریکی مناسب و استحکام الکتریکی خوب یکی از موادی است که به طور گسترده در زمینه‌ی تولید عایق در کابل‌ها استفاده می‌شود.
امروزه یکی از روشهای بهینهسازی خواص و تغییر رفتار پلیمرها استفاده از ذرات پرکننده با ابعاد نانومتری است. از زمانی که ذرات نانو به عنوان مواد پرکننده در کامپوزیتها مطرح‌شده‌اند، بسیاری از محققان به بررسی تأثیر این ذرات بر خواص مواد مختلف پرداخته و نتایج قابل‌توجهی را به دست آورده‌اند. این امر به دلیل سطح بسیار زیاد این ذرات و برهمکنشی است که با فاز پیوسته در کامپوزیت برقرار می‌کنند.
هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر نانو خاک رس اصلاح‌شده با نام تجاری cloisite 30B بر فرآیند پخت پلی‌اتیلن و همچنین تأثیر این نانو ذرات بر خواص فیزیکی، مکانیکی و الکتریکی کامپوزیت پلی‌اتیلن اتصال‌عرضی شده است. همچنین در این تحقیق سعی شده است تا با قرار دادن ذرات پر اکسید بین صفحات خاک رس ، علاوه بر پخش بهتر نانو ذرات، بازده ایجاد اتصالات‌عرضی نیز افزایش‌یافته و منجر به دستیابی به خواص بالاتر شود. برای این منظور مقادیر مشخصی از نانو ذرات خاک رس به همراه پراکسید(DHBP ) و آنتی اکسیدانت (Irganox 1010 ) و مقدار کافی استون به وسیله‌ی همزن مغناطیسی و حمام اولتراسونیک مخلوط شده و پس از خشک شدن کامل مخلوط، از آن برای تهیه‌ی کامپوزیت‌های ۳، ۶ و ۹ درصد وزنی نانو خاک رس استفاده شد. پس از تهیه‌ی نمونه‌ها آزمون‌هایی مانند رئولوژی برای بررسی رفتار پخت؛ آزمونDSC جهت بررسی رفتار حرارتی نمونه‌ها مانند دمای ذوب، دمای تبلور و تعیین درصد تبلور ، آزمون TGA جهت مطالعه‌ی رفتار گرمایی- تخریبی، آزمون XRD برای تعیین فاصله صفحات خاک رس، آزمون TEM برای بررسی چگونگی پخش صفحات خاک رس در ماتریس، آزمون کشش وDMTA برای بررسی خواص مکانیکی و دینامیکی و در نهایت آزمون‌های ثابت دی الکتریک، فاکتور اتلاف و استحکام شکست جهت بررسی خواص عایقی نمونه‌ها به کار گرفته شد. نتایج حاصل از آزمون رئولوژی نشان داد که قرار دادن مولکول‌های پراکسید بین صفحات خاک رس باعث بهبود روند پخت شده است. همچنین طبق بررسی‌های صورت گرفته، بیش‌ترین بهبود در خواص، در نمونه پر شده با ۳ درصد وزنی نانو ذره حاصل شده و افزایش غلظت پرکننده نانو بیش از این مقدار موجب افت بسیاری از خواص ذکر شده گردیده است.
فهرست مطالب بررسی اثر نانو ذرات خاک‌رس بر خواص پلی اتیلن اتصال عرضی شده :
چکیده…………………………………………………….۱
۱ فصل اول مقدمه………………………….. ۲
۱- ۱ تاریخچه ساخت کابل در جهان. ۳
۱-۲ ویژگی‌های الکتریکی و خواص فیزیکی و شیمیایی مواد عایق.. ۳
۱-۲-۱ رفتار مکانیکی ماده عایق.. ۴
۱-۲-۲ رفتارهای گرمایی ماده‌ی عایق.. ۴
۱-۲-۳ رفتار شیمیایی.. ۴
۱-۲-۴ خصوصیات الکتریکی.. ۵
۱-۲-۵ عوامل اقتصادی.. ۵
۱-۳ کابل بر پایه‌ی پلی‌اتیلن اتصال‌عرضی شده. …………………………….۵
۱-۴ کامپوزیت‌های پلیمری.. ۶
۱- ۵ نانو کامپوزیت‌های پلیمری.. ۷
۲ فصل دوم مروری بر مطالعات انجام شده. ۸
۲-۱ پلی‌اتیلن.. ۸
۲-۱-۱ معرفی پلی‌اتیلن.. ۸
۲-۱-۲ تاریخچه تولید پلی‌اتیلن.. ۹
۲-۱-۳ انواع پلی‌اتیلن.. ۹
۲-۲ ایجاد اتصالات عرضی در پلی‌اتیلن.. ۱۰
۲-۲-۱ روشهای ایجاد اتصالات عرضی در پلی‌اتیلن.. ۱۱
۲-۲-۲ اثر ساختار مولکولی پلی‌اتیلن بر ایجاد اتصالات عرضی به روش پراکسیدی ۱۶
۲-۲-۳ بررسی خواص پلی‌اتیلن اتصال‌عرضی شده. ۱۸
۲-۳ آنتی اکسیدانت ها ۱۹
۲-۴ نانو کامپوزیتها ی پلیمری.. ۲۲
۲-۴-۱ تعاریف اولیه. ۲۲
۲-۴-۲ نانو رس‌ها ۲۳
۲-۴-۳اصلاح نانو رس… ۲۵
۲-۴-۴ انواع نانو کامپوزیت‌های پلیمر- نانو رس… ۲۷
۲-۴-۵ روش تهیه نانو کامپوزیت‌های پلیمر-نانورس… ۲۹
۲-۴-۶ بررسی مورفولوژی و برخی خواص نانو کامپوزیت پلی‌اتیلن- نانو خاک رس… ۳۲
۲-۵ عایق‌های الکتریکی پلیمری.. ۳۵
۲-۵-۱ ثابت دی الکتریک…. ۳۶
۲-۵-۲ تانژانت زاویه اتلاف دی الکتریک…. ۳۸
۲-۵-۳ استحکام دی الکتریک…. ۴۰
۲-۵-۴ بررسی خواص الکتریکی نانو کامپوزیتها ۴۱
اهداف پروژه………………………………………………………….۴۳
۳ فصل سوم مواد و روش‌ها… ۴۴
۳-۱ مواد اولیه. ۴۴
۳-۲ تجهیزات… ۴۷
۳-۲-۱ اکسترودر دو مارپیچه. ۴۷
۳-۲-۲ دستگاه قالب‌گیری فشاری.. ۴۷
۳-۳ آزمون‌های انجام‌شده. ۴۸
۳-۳-۱ اندازه‌گیری محتوای ژل. ۴۸
۳-۳-۲ آزمون تفرق زاویه پایین اشعه ایکس…. ۴۸
۳-۳-۳ میکروسکوپ الکترونی عبوری.. ۴۹
۳-۳-۴ آزمون رئولوژی.. ۴۹
۳-۳-۵ تجزیه دینامیکی – مکانیکی – گرمایی) DMTA ( 50
۳-۳-۶ آزمون گرماسنجی پویشی تفاضلی(DSC) 50
۳-۳-۷ آزمون گرما وزن سنجی ) ( TGA.. 50
۳-۳-۸ آزمون کشش…. ۵۰
۳-۳-۹ آزمون‌های الکتریکی.. ۵۱
۳-۴ نحوه‌ی تهیه‌ی نمونه‌ها ۵۲
۴ فصل چهارم نتایج و بحث ۵۴
۴-۱ آزمون تعیین درصد ژل. ۵۴
۴-۲ آزمون رئولوژی.. ۵۷
۴-۳ آزمون SAXS. 61
۴-۴ آزمون میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM ) 63
۴-۵ آنالیز دینامیک مکانیکی(DMTA) 65
۴-۶ آزمون آنالیز حرارتی(DSC) 70
۴-۷ آزمون گرما وزن سنجی (TGA ) 73
۴-۸ آزمون کشش…. ۷۵
۴-۹ خواص الکتریکی.. ۷۶
۵ فصل پنجم نتایج و پیشنهاد‌ات ۸۰
۵-۱ نتیجه‌گیری.. ۸۰
۵-۲ پیشنهاد‌ات جهت ادامه‌ی کار. ۸۲
مراجع…………………..۸۳
