دانلود پایان نامه ارشد:سنتز و بررسی اثر فرآیند بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیتهای ترموپلاستیک پلییورتان- خاک رس اصلاح شده

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

فصل اول: کلیات، مبانی نظری و پیشینه تحقیق…………………………………………………… 1

1-1. مقدمه بر پلییورتانها………………………………………………………………………………………………………………. 2

1-2. شیمی پلییورتانها…………………………………………………………………

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

فهرست مطالب

فصل اول: کلیات، مبانی نظری و پیشینه تحقیق…………………………………………………… 1

1-1. مقدمه بر پلییورتانها………………………………………………………………………………………………………………. 2

1-2. شیمی پلییورتانها………………………………………………………………………………………………………………….. 4

1-3. ترموپلاستیک پلییورتان و کاربرد آن…………………………………………………………………………………….. 5

1-4. شیمی ترموپلاستیک پلییورتان……………………………………………………………………………………………… 7

1-4-1. دی‌ایزوسیاناتها……………………………………………………………………………………………………….. 8

1-4-2. پلی‌ال‌ها………………………………………………………………………………………………………………….. 11

1-4-2-1. پلیالهای پلیاتری……………………………………………………………………………….. 11

1-4-2-2. پلی‌ال‌های پلیاستری……………………………………………………………………………. 12

1-4-3. زنجیرگستراننده…………………………………………………………………………………………………….. 13

1-4-4. کاتالیزورها………………………………………………………………………………………………………………. 14

الف- كاتالیزورهای اسیدی……………………………………………………………………………………….. 15

ب- كاتالیزورهای بازی……………………………………………………………………………………………… 15

ج- كاتالیزورهای آمینی……………………………………………………………………………………………. 15

د- کاتالیزورهای فلزی………………………………………………………………………………………………. 16

1-4-5. سایر مواد افزودنی به پلییورتانها……………………………………………………………………… 16

1-5. سنتز ترموپلاستیک پلی‌یورتان…………………………………………………………………………………………….. 16

1-5-1. روش پیش پلیمری (یا دومرحله‌ای )…………………………………………………………………. 17

1-5-1-1. روش پلیمر شدن مذاب………………………………………………………………………… 18

1-5-1-2. روش پلیمر شدن در حلال…………………………………………………………………… 18

1-5-2. روش یك مرحله‌ای………………………………………………………………………………………………… 18

1-5-3. تولید صنعتی ترموپلاستیک پلییورتان……………………………………………………………….. 19

1-6. مورفولوژی ترموپلاستیک پلییورتان……………………………………………………………………………………. 19

1-7. خواص فیزیكی – مكانیكی ترموپلاستیك پلی‌یورتان……………………………………………………….. 20

1-7-1. تغییرات دمایی……………………………………………………………………………………………………….. 20

1-7-2. خواص مكانیكی……………………………………………………………………………………………………… 20

1-7-2-1. رفتار تنش – كرنش ترموپلاستیک پلییورتان…………………………………… 21

1-7-2-2. میزان مانایی فشاری ترموپلاستیک پلییورتان……………………………………. 22

1-7-2-3. سختی ترموپلاستیک پلییورتان………………………………………………………….. 22

1-7-3. خواص حرارتی ترموپلاستیک پلییورتان…………………………………………………………….. 22

1-7-4. پایداری هیدرولیتیکی ترموپلاستیک پلییورتان………………………………………………….. 23

1-7-5. مقاومت شیمیایی ترموپلاستیک پلییورتان…………………………………………………………. 24

1-8. نانو ذرات و نانوکامپوزیت‌های پلیمری………………………………………………………………………………….. 24

1-8-1.پرکننده‌های نانوذره‌ای……………………………………………………………………………………………. 25

1-8-1-1. نانولوله‌های كربنی………………………………………………………………………………….. 26

1-8-1-2. نانو ذرات فلزی یا سرامیكی (سه بعدی)……………………………………………… 27

1-8-1-3. نانو سیلیکات‌های لایهای (صفحه مانند)………………………………………………. 27

1-9. نانوکامپوزیت‌های ترموپلاستیك پلی‌یورتان…………………………………………………………………………. 28

1-9-1. نانوکامپوزیت‌های ترموپلاستیك پلی‌یورتان- گرافیت…………………………………………. 28

1-9-2. نانوکامپوزیت‌های ترموپلاستیك پلی‌یورتان- نانو لولههای كربن………………………… 29

1-10. نانوکامپوزیت‌های ترموپلاستیک پلی‌یورتان- نانو رس اصلاحشده…………………………………… 30

1-10-1. روشهای تولید نانوکامپوزیت‌های ترموپلاستیک پلی‌یورتان- نانو رس اصلاحشده 31

الف- فرایند مذاب…………………………………………………………………………………………………….. 32

ب- پلیمرشدن درجا………………………………………………………………………………………………… 32

ج- جایگیری بین لایه‌ای از طریق ریختهگری حلالی…………………………………………… 33

1-10-2. واکنشپذیری خاک رس با مواد اولیهی ترموپلاستیک پلی‌یورتان…………………. 34

1-10-3. اثر نانو ذرات رس بر ساختار و خواص فیزیکی مکانیکی نانوکامپوزیت ترموپلاستیک پلییورتان 36

فصل دوم: مواد و روش‌ها………………………………………………………………………………… 41

2-1. مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 42

2-2. مواد مورد استفاده…………………………………………………………………………………………………………………. 43

2-2-1. پلی‌ال پلی‌اتری (پلی تتراهیدروفوران)…………………………………………………………………. 43

2-2-2. دیایزوسیانات (هگزا متیلن دیایزوسیانات)……………………………………………………….. 44

2-2-3. زنجیرگستراننده(1و4 بوتان‌دی‌ال)……………………………………………………………………….. 44

2-2-4. کاتالیست فلزی (2- اتیل هگزانوات قلع)…………………………………………………………….. 45

2-2-5. نانوذرات رس مورد استفاده…………………………………………………………………………………… 46

2-3. روش تهیه نمونه‌ها……………………………………………………………………………………………………………. 46

2-3-1. تهیه ترموپلاستیک پلی‌یورتان خالص……………………………………………………………….. 46

2-3-2. تهیه نانوکامپوزیت ترموپلاستیک پلی‌یورتان…………………………………………………….. 48

2-4. تجهیزات به کار گرفته‌شده…………………………………………………………………………………………………… 48

2-5. تعیین گروه‌های عاملی ترموپلاستیک پلی‌یورتانهای خالص توسط طیف FT-IR………….. 49

2-6. بررسی نحوهی پخش خاک رس اصلاح‌شده C30B در نانوکامپوزیت‌های ترموپلاستیک پلی‌یورتان 49

2-7. تعیین دماهای انتقال ترموپلاستیک پلی‌یورتانهای خالص توسط آنالیز حرارتی DSC … 49

2-8. تعیین خواص کششی نمونههای ترموپلاستیک پلی‌یورتان………………………………………………… 49

فصل سوم: نتایج و بحث…………………………………………………………………………………. 51

3-1. بررسی تغییرات ساختار شیمیایی با بهره گرفتن از طیف FT-IR………………………………………….. 52

3-2. مورفولوژی نانوکامپوزیت ترموپلاستیک پلییورتان- خاک رس اصلاح‌شده……………………… 55

3-3. مطالعه رفتارهای دمایی ترموپلاستیک پلییورتان با بهره گرفتن از آزمون DSC………………. 58

3-4. خواص مکانیکی نمونههای ترموپلاستیک پلی‌یورتان………………………………………………………….. 60

3-5. جمع‌بندی نتایج…………………………………………………………………………………………………………………….. 64

فصل چهارم. نتیجهگیری و پیشنهادات……………………………………………………………. 65

4-1. نتیجه‌گیری…………………………………………………………………………………………………………………………….. 66

الف- مورفولوژی و ساختار شیمیایی……………………………………………………………………………………………… 66

ب- مطالعات رفتار حرارتی…………………………………………………………………………………………………………….. 67

ج- خواص مکانیکی………………………………………………………………………………………………………………………… 67

4-2. پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………………………… 68

فهرست منابع فارسی…………………………………………………………………………………….. 69

فهرست منابع انگلیسی………………………………………………………………………………….. 70

فهرست جدولها

فصل اول. کلیات، مبانی نظری و پیشینه تحقیق

جدول (1-1): ساختار برخی از زنجیرگسترانندهها………………………………………………………………………. 14

جدول (1-2): خواص حرارتی ترموپلاستیک پلی‌یورتان……………………………………………………………… 23

فصل دوم. مواد و روش‌ها

جدول (2-1): مشخصات ظاهری و خواص پلی‌ال مورد استفاده در این تحقیق………………………… 43

جدول (2-2): مشخصات ظاهری و خواص دیایزوسیانات(HDI) مورد استفاده در این تحقیق. 44

جدول (2-3): مشخصات زنجیرگستراننده بوتان‌دی‌ال مورد استفاده در این تحقیق………………… 45

جدول (2-4): مشخصات کاتالیست فلزی 2- اتیل هگزانوات قلع مورد استفاده……………………….. 45

جدول (2-5): مشخصات خاک رس اصلاح‌شده Cloisite30B مورد استفاده………………………… 46

جدول (2-6): فرمولاسیونهای استفاده شده برای تهیه ترموپلاستیک پلییورتانهای مختلف 47

فصل سوم. نتایج و بحث

جدول (3-1): میزان نواحی سخت، دمای انتقال شیشهای، دماهای ذوب ناحیه نرم و سخت برای نمونههای TPU1 و TPU2…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 59

جدول (3-2): مدول یانگ و کرنش در نقطهی شکست و استحکام کششی برای نمونهی TPU1 61

جدول (3-3): مدول یانگ و کرنش در نقطهی شکست و استحکام کششی برای نمونهی TPU2 61

فهرست شکلها

فصل اول. کلیات، مبانی نظری و پیشینه تحقیق

شکل (1-1): کاربردهای مختلف پلییورتان در صنایع مختلف………………………………………………………. 4

شکل(1-2): ساختار ایزوسیاناتهای مهم………………………………………………………………………………………… 8

شکل(1-3): برخی از واکنشهای ایزوسیاناتها……………………………………………………………………………. 10

شکل (1-4): ساختار شیمیایی برخی از پلی‌ال‌های پلیاتری……………………………………………………… 12

شکل (1-5): ارتباط میان وزن مولکولی ترموپلاستیک پلییورتان با نسبت میان NCO/OH…. 17

شکل (1-6): وابستگی دمایی خواص مكانیكی ترموپلاستیک پلی‌یورتان در دماهای مختلف…… 21

شکل(1-7): انواع پرکننده های نانوذرهای………………………………………………………………………………………. 25

شكل (1-8): تصاویری از ساختار و سطح مقطع SWNT و MWNT………………………………………. 26

شكل(1-9): نحوه اصلاح و اضافه كردن گرافیت به ترموپلاستیک پلی‌یورتان…………………………… 29

شکل (1-10): ساختارهای متصور برای نانوکامپوزیت پلیمری- نانو خاک رس اصلاحشده……… 30

شکل (1-11): شمایی از مراحل سنتز نانوکامپوزیت ترموپلاستیک پلی‌یورتان- نانو خاک رس. 33

شکل (1-12): بررسی واکنش خاک رس با پیش پلیمر توسط آزمون FTIR…………………………… 35

شکل (1-13): تشکیل پیوند هیدروژنی میان زنجیرههای پلی‌یورتان با خاک رس……………………. 36

شکل(1-14): طیف XRD مربوط به نانو خاک رس اصلاحشده Cloisite 30B…………………….. 37

شکل(1-15): طیف XRD مربوط به نانو خاک رس اصلاحشده Cloisite 30B…………………….. 40

فصل دوم. مواد و روش‌ها

شکل (2-1): شمای کلی از مراحل تهیه ترموپلاستیک پلی‌یورتان خالص…………………………….. 47

فصل سوم. نتایج و بحث

شکل (3-1): طیفهای FT-IR برای نمونههایTPU1 و TPU1……………………………………………. 52

شکل (3-2): طیفهای FTIR برای نمونهی TPU1 در دو حالت قبل و بعد از پخت کامل…….. 53

شکل(3-3): طیفهای FTIR نمونههای خالص و نانوکامپوزیتی TPU1 همراه با 1 و 3 درصد وزنی نانو خاک رس اصلاحشده…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 54

شکل(3-4): طیفهای FTIR نمونههای خالص و نانوکامپوزیتی TPU2 همراه با 1 و 3 درصد وزنی نانو خاک رس اصلاحشده…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 55

شکل (3-5): الگوهای XRD نمونههای خالص و نانوکامپوزیتی TPU1 در محدوده o(10-2) 56

شکل (3-6): الگوهای XRD نمونههای خالص و نانوکامپوزیتی TPU2 در محدوده o(10-2) 57

شکل (3-7): الگوهای XRD نمونههای خالص و نانوکامپوزیتی TPU1 در محدودهیo(40-10) 57

شکل (3-8): الگوهای XRD نمونههای خالص و نانوکامپوزیتی TPU2 در محدوده o(40-10) 58

شکل (3-9): آزمون DSC برای نمونههای TPU1 و TPU2………………………………………………………. 58

شکل (3-10): رفتار تنش- کرنش نمونههای خالص و نانوکامپوزیتی TPU1…………………………… 60

شکل (3-9): رفتار تنش- کرنش نمونههای خالص و نانوکامپوزیتی TPU2……………………………… 61

شکل(3-12): مدول یانگ برای نمونههای TPU1 و TPU2 و نانوکامپوزیتی…………………………….. 62

شکل (3-13): مداخلهی لایههای خاک رس در تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین زنجیرهای پلییورتانی 64

فهرست طرحها

فصل اول. کلیات، مبانی نظری و پیشینه تحقیق

طرح(1-1): واکنش ایزوسیانات با گروه هیدروکسیل و تشکیل گروه یورتانی………………………………. 4

طرح(1-2): واکنش ایزوسیانات با الکل……………………………………………………………………………………………. 7

طرح(1-3): واكنش میان آمین و فسژن………………………………………………………………………………………….. 9

طرح(1-4): واکنش تولید پیش پلیمر پلییورتان…………………………………………………………………………. 17

طرح (1-5): واکنش تولید پلیمر پلییورتان نهایی از پیش پلیمر……………………………………………….. 18

فصل اول

کلیات، مبانی نظری و پیشینه تحقیق

1-1. مقدمهای بر پلییورتانها

از زمان كشف پلییورتانها در اواخر دههی سی قرن بیستم تاكنون، این پلیمرها همواره به دلیل خواص ویژه و منحصربه‌فرد خود مورد توجه جدی بوده‌اند. تا اواسط دههی 70 میلادی پلییورتان به دلیل قیمت بالای آن‌ها در كاربردهای ویژهای مصرف می‌شدند ولی پس از آن دامنه‌ی تولید آن‌ها به‌سرعت گسترش یافت و در زمینه‌های مختلف صنعتی مورد بهره‌برداری قرارگرفته‌اند [6-1].

پلییورتانها، پلیمرهایی هستند كه امروزه به‌عنوان فیلم، الیاف، الاستومر و نظایر آن مورد استفاده قرار می‌گیرند [8،7].

اعتبار كشف پلی‌یورتان‌ها متعلق به پروفسور بایر آلمانی در سال 1937 می‌باشد. وی با انجام واكنش بین دیایزوسیانات آلیفاتیك و دیالآلیفاتیك (گلیكول) و 1،4 بوتاندیال تحت شرایط رفلاكس نوعی پلیمر خطی با وزن مولكولی بالا و ویسکوزیتهی ذوب پایین به دست آورد كه هم‌اکنون به آن پلییورتان گفته می‌شود. این پلییورتان به روش مذاب تهیه شد[11-1].

همانند پیشرفت‌های دیگر علم شیمی پلیمر، روش‌های جدیدی برای تولید پلییورتان نیز مطرح شدند. اولین پلییورتان تولیدشده دارای دمای ذوب oC185 و با نام Igamid U

……………………………………………….. 4