دفاعیه دکترا در دانشکده مهندسی شیمی

مهندس مرتضی احمدی ، دانشجوی دوره دکتری مهندسی‌شیمی ، 16 بهمن ماه سال 91، از رساله خود با عنوان « ساخت نانو ماده مرکب پلی ­ استر سیر ­ نشده-مونت موریلونیت UP/MMT اصلاح شده با ذرات لاستیکی هسته- پوسته » با راهنمایی دکتر محمد رضا مقبلی دفاع نمودند.

  چکیده

  پلی­استر سیر نشده ( UP ) به عنوان یکی از پر مصرف­ترین پلیمرهای گرماسخت با وجود مزایایی نظیر گرانروی کم، قیمت پایین، پخت سریع و مقاومت شیمیایی بالا دارای دو ضعف و مشکل انقباض بالای پس از پخت و شکنندگی می باشد که کاربرد گسترده­ی آن را در صنایع مختلف محدود می­کند. در این رساله­ به منظور رفع محدودیت­های مذکور از مقادیر مختلفی نانوذرات سخت سیلیکاتی و لایه­ای خاک رس اصلاح­شده، Cloisite 30B ، و نانو ذرات نرم و منعطف لاستیکی هسته-پوسته استفاده شد. به این منظور، ابتدا به صورت مجزا مقادیر صفر تا 5 درصد وزنی خاک رس اصلاح شده به UP اضافه شد. سپس ذرات لاستیکی هسته-پوسته­ی سازگار با پلی­استر طراحی و تهیه شد و به صورت مجزا و همچنین در حضور خاک رس به پلی­استر اضافه گردید. ذرات هسته-پوسته با هسته­ی لاستیکی از جنس پلی­(بوتیل اکریلات) و پوسته­­ای از جنس پلی­(وینیل استات­-­کو­-متیل متاکریلات) با اندازه­ی در محدوده­ی nm 110-90 به روش پلیمریزاسیون امولسیونی هسته­دار تهیه شدند. به منظور بهبود سازگاری ذرات لاستیکی چقرمه­ساز با زمینه­ی UP از نسبت­ها­ی مختلف مونومر­های پوسته­ی وینیل استات/متیل متاکریلات استفاده گردید. نتایج آزمایش­ها نشان داد افزایش مقدار خاک رس تا 3 درصدوزنی استحکام ضربه، چقرمگی شکست ( K_IC ) و میزان کنترل انقباض UP را به ترتیب 6/29، 33 و 8/15 درصد افزایش داد اما با افزایش بیشتر آن این مقادیر تا انداره­ای کاهش یافت. همچنین ذرات لاستیکی هسته-پوسته با پوسته­ی حاوی 80 درصد وزنی جزء وینیل استات و 20 درصد وزنی متیل متاکریلات بالاترین کارایی در بهبود خواص چقرمگی شکست و مقاومت ضربه­ی UP را نشان دادند و سبب کاهش 28 درصدی میزان انقباض پلی­استر شدند. از طرف دیگر، مدول یانگ نمونه های مرکب پلی ­ استر حاوی رس نسبت به پلی استر خالص افزایش نشان داد، در حالی که ذرات لاستیکی تغییری در مدول یانگ پلی استر ایجاد نکردند. به منظور بهبود بیشتر در خواص چقرمگی شکست و کاهش بیشتر انقباض حجمی پلی­استر نمونه­های هیبریدی شامل مقادیر مختلفی از هر دو نوع نانو ذره­ی سخت و منعطف تهیه گردید. نمونه­های هیبریدی حاوی 1 درصد وزنی ذرات رس و 10 درصد وزنی ذرات لاستیکی هسته-پوسته، چقرمگی شکست و میزان کنترل انقباض UP را به ترتیب به میزان 146 و 3/29 درصد بهبود بخشیدند. اثر هم ­ نیرو ­­افزایی ذرات لاستیکی و تاکتویدهای رس در افزایش چقرمگی شکست نمونه­های هیبریدی به نحوه­ی پراکنش و استقرار تاکتویدهای رس بین ذرات لاستیکی و به تسهیل تشکیل نوارهای برشی در زمینه­ی پلی­استری نسبت داده می­شود.

  واژه‌های کلیدی: پلی استر سیر نشده، نانومواد مرکب، ذرات هسته – پوسته، خواص مکانیکی، انقباض.