پایان نامه ارشد رایگان درمورد زیست محیطی، زمان واکنش، نویسندگان-رشته برق

ها نیز نشان دهنده ی کاهش ارتعاشات آزاد زنجیر های پلیمری است که این موضوع از قرار گیری نانو لوله های کربنی درون ماتریس پلیمری نتیجه می شود. در شکل ‏۱-۱۵ لایه ای از پلیمر که جذب سطح نانو تیوب گردیده، مشاهده می شود. این موضوع سبب بهتر پخش شدن نانو لوله های کربنی شده است.
ولاسکو سانتوس۷۰ و همکاران ]۴۰[ پلیمریزاسیون درجای متیل متاکریلات۷۱ را در حضور نانو لوله های کربنی اصلاح شده و اصلاح نشده را مورد بررسی قرار دادند. برای این منظور میزان شروع کننده آزوبیس ایزوبوتیرو نیتریل، زمان واکنش و دما برای تنظیم وزن مولکولی تحت کنترل قرار گرفت. نانو لوله های کربنی اصلاح شده دارای گروه های کربوکسیلی و اسیدی روی دیواره جانبی و سر های انتهایی خود بوده و نتایج بدست آمده از کامپوزیت های آن ها در مقایسه با کامپوزیت های تهیه شده از نانو لوله های اصلاح نشده، بهتر بود. نویسندگان گزارش داده اند که استفاده از پلیمریزاسیون درجا همراه با عامل دار کردن نانو لوله های کربنی منجر به تقویت بیش از اندازه در ترکیبات آلی و غیر آلی کامپوزیتی می شود.

شکل ‏۱-۱۵: تصویر میکروسکوپ انتقال الکترونی مربوط به دسته های نانو لوله های کربنی همراه با یک لایه پلی استایرن جذب شده، مربوط به نانو کامپوزیت پلی استایرن/ نانو لوله های کربنی با میزان ۵/۸% از نانو لوله های کربنی ]۳۹[.
در تعدادی از مقالات و تحقیقات اتصال زنجیر های پلیمری به سطح نانو لوله های کربنی، مورد تحلیل قرارگرفته است. کین۷۲ و همکاران ]۴۱[ پلیمریزاسیون بوتیل متاکریلات۷۳ روی سطح نانو لوله های کربنی را با استفاده از پلیمریزاسیون زنده کنترل شده گزارش کرده است. گااو۷۴ و همکاران ]۴۲[ پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتمی۷۵ متیل متاکریلات را روی سطح نانو لوله های کربنی انجام داده اند. در شکل ‏۱-۱۶ نمایی از فرآیند پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتمی که طی آن شروع کننده به صورت کوالانسی روی سطح قرار گرفته و در ادامه زنجیر های پلیمری روی سطح شروع به رشد کرده و به آن متصل شده اند، نمایش داده شده است.

شکل ‏۱-۱۶: نمایی از اتصال پلی متیل متاکریلات روی سطح نانو لوله های کربنی با استفاده از فرآیند پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتمی ]۴۲[.
اختلاط مذاب۷۶ : اختلاط مذاب پلیمر ها با پرکننده های غیر آلی روش بسیار خوبی برای ساخت نانو کامپوزیت ها است. تحقیقات زیادی در ارتباط با ساخت نانو کامپوزیت های پلیمری حاوی نانو ذرات رس۷۷ و نانو لوله های کربنی انجام شده است. مزیت این روش، اختلاط مستقیم پلیمر با پرکننده در دمای بالا است. بنابر این نیازی به حلال نیست و این موضوع سبب کاربرد صنعتی این روش شده است. نکته شایان گفتن آن است که مشکلات زیست محیطی حلال در این روش وجود ندارد. شکست نانو لوله های کربنی در طول فرآیند اختلاط کم است ]۴۳ و ۴۴[. به دلیل وجود نیروی برشی بالا در محیط مذاب، پخش نانو لوله های کربنی به طور کلی خوب است. زمان فرآیند زیاد و جریان کششی می تواند منجر به اختلاط بهتر فاز های آلی و غیر آلی و جهت یافتگی نانو لوله های کربنی گردد. هر چند که این نکته را بایستی ذکر کرد که اگر دمای اختلاط خیلی بالا باشد یا زمان فرآیند بسیار زیاد باشد، سبب تخریب پلیمر می شود. سطوحی از نانو لوله های کربنی که با ترکیبات آلی اصلاح شده اند، در طول فرآیند اختلاط مستعد تخریب گرمایی هستند. بنابر این بایستی زمان اختلاط و دمای اختلاط به گونه ای در نظر گرفته شوند که هم اختلاط به خوبی انجام شده و هم تخریب حرارتی رخ ندهد. پوشکه۷۸ و همکاران ]۴۵[ روش تهیه اختلاط مذاب نانو کامپوزیت پلی کربنات را با استفاده از اکسترودر دو مارپیچه همسوگرد تشریح کرده اند. مشخصات فرآیند دهی شامل دمای اختلاط ?۲۴۰، سرعت پیچ اکسترودر ۲۸۰ دور بر دقیقه۷۹ و سرعت خوراک دهی g/h980 بوده است. تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نانو کامپوزیت های مورد نظر در شکل ‏۱-۱۷ آورده شده است. دیده شده است که جهت یابی نانو لوله های کربنی اتفاقی بوده و ساختار های به هم پیوسته شکل گرفته است. امکان تخمین طول الیاف نانو لوله های کربنی با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی وجود ندارد. دلیل این موضوع پیچیدگی شبکه نانو لوله های کربنی است. در این مطالعه قطر نانو لوله های کربنی بین ۱۰ تا ۵۰ نانومتر مشاهده شده است. این موضوع در حالی است که در بررسی های دیگر قطر نانو لوله های کربنی ۱۰ تا ۱۵ نانو متر گزارش شده است. پیشنهاد شده است که یک لایه پلی کربناتی روی سطح نانو لوله های کربنی را پوشانده و بنابر این افزایش قطر به خوبی نشان دهنده اختلاط بین فازی۸۰ یا چسبندگی فازی است.
شیه۸۱ و همکاران ]۴۶[ تهیه نانو کامپوزیت های تخریب پذیر پلی بوتیلن سوکینات۸۲ را نشان داده اند. اختلاط در مخلوط کن داخلی انجام شده و دمای اختلاط ?۱۲۰، زمان اختلاط ۵ دقیقه و دور مخلوط کن ۶۰ دور بر دقیقه در نظر گرفته شد. یافته ها حاکی از آن بود که در نانو کامپوزیت حاصله نانو لوله های کربنی به خوبی پخش شده و خواص مکانیکی و گرمایی افزایش یافته است. کیم۸۳ و همکاران ]۴۷[ تهیه نانو کامپوزیت های پلیمری گرما گرای بلور مایع۸۴ را با استفاده از اختلاط مذاب گزارش کرده اند. آن ها از اکسترودر دو مارپیچه در حالت همسوگرد برای این کار استفاده کرده اند. دمای ناحیه حرارت دهی از قسمت خوراک دهی تا حدیده (دای) به ترتیب ۲۹۰، ۳۰۰،۳۰۵ و ? ۲۹۵ بوده و سرعت اکسترودر نیز در۴۰ دور بر دقیقه ثابت نگه داشته شد. در ضمن پلیمر و نانو لوله های کربنی قبل از خوراک دهی به صورت فیزیکی با هم ترکیب شدند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح شکست نانو کامپوزیت حاوی ۵/۰% وزنی از نانو لوله های کربنی در شکل ‏۱-۱۸ نشان داده شده است. مشاهده می شود که برخی از نانو لوله های کربنی از هر دو انتها در ماتریس پلیمری قرار گرفته اند. البته تعدادی از این نانو لوله های کربنی نیز از ماتریس پلیمری بیرون آمده اند. فلش ها در شکل ‏۱-۱۸ نشان دهنده نانو لوله های کربنی شکسته شده اند که انتها ی آن ها در ماتریس پلیمری قرار گرفته و یا نشان دهنده قرار گیری نانو لوله های کربنی به صورت پل در میکرو ترک های موجود در نانو کامپوزیت هستند.
جیرالدو۸۵ و همکاران]۴۸[ سنتز نانو کامپوزیت های نایلون را با استفاده از اکسترودر های دو مارپیچ همسوگرد گزارش داده اند. هوآنگ و همکاران ]۴۹[ با استفاده از اکسترودر دو مارپیچه نانو کامپوزیت های پلی آمید۱۱۸۶/ نانو لوله های کربنی را ساخته اند. با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی دیده شده است که پخش ذرات نانو لوله های کربنی در ماتریس پلی آمید ۱۱ یکنواخت است. تعدادی از نانو لوله های کربنی هنگام شکست نمونه با استفاده از نیتروژن مایع، شکسته و تعدادی از آن ها حتی با شکست نانو کامپوزیت نیز درون ماتریس پلیمری جای گرفته اند. این رفتار نشان دهنده بر همکنش و چسبندگی بین سطحی قوی بین

شکل ‏۱-۱۷: تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح شکست نانو کامپوزیت های پلی کربنات/ نانو لوله های کربنی. نانو کامپوزیت شامل ۲۰% وزنی از نانو لوله های کربنی (a). نانو کامپوزیت شامل ۱۵% وزنی از نانو لوله های کربنی (b) ]45[.

شکل ‏۱-۱۸: تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح شکست نانو کامپوزیت حاوی ۵/۰% وزنی از نانو لوله های کربنی. ]۴۷[.
اجزای آلی و غیر آلی است. به عبارتی انتقال نیرو از نانو لوله های کربنی به ماتریس پلیمری به خوبی انجام شده است.
فرگوسن۸۷ و همکاران ]۵۰[ و شوارتز۸۸ و بریانت۸۹ ]۵۱[ استفاده از ترکیب آمیخته سازی۹۰ و قالب گیری تزریقی۹۱ را برای پخش بهتر نانو لوله های کربنی در کامپوزیت ها گزارش داده اند. در بررسی های ذکر شده نانو لوله های کربنی جهت یافته نشده و نشکسته اند. آن ها این موضوع را به اندازه نانو لوله ها و هندسه آن ها نسبت داده اند. بنابر این حتی بعد از فرآیند دهی مجدد نیز رسانایی نانو کامپوزیت ها حفظ شده است. خواص فیزیکی پلیمر نیز با حضور مقادیر کمی از نانو لوله های کربنی بهبود یافته است.
اهمیت موضوع و اهداف پروژه
نانولوله ها یکی از مستحکم ترین مواد به شمار می روند. این موضوع، کاربرد نانولوله های کربنی را به عنوان ماده ی تقویت کننده در تولید نانوکامپوزیت ها به خوبی روشن می سازد. از این رو ساخت نانو کامپوزیت های پلیمری بسیار مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مشکلات موجود در تهیه نانو کامپوزیت ها از روش اختلاط مذاب، پخش خوب نانو ذرات است. الاستومر های پلی الفینی نظیر کوپلیمر های اتیلن- اکتن دارای خاصیت فیلر پذیری بالا هستند، از این رو آن ها را در تهیه نانو کامپوزیت های پلی الفینی مورد استفاده قرار می دهند. با توجه به این که تا کنون پژوهشی در زمینه بررسی نانو کامپوزیت های پلی اتیلن- اکتن و نانو لوله های کربنی بدون اصلاح شیمیایی انجام نشده است، هدف از اجرای این پروژه آمیزه سازی نانولوله های کربنی با الاستومر پلی الفینی و بررسی رفتار فیزیکی و مکانیکی نانو کامپوزیت بدست آمده می باشد. بگونه ای که خواص مکانیکی، رئولوژی، حرارتی و الکتریکی به طور کامل بررسی می گردد.آمیزه کاری با استفاده از یک مخلوط کن داخلی انجام می شود.

فصل دوم
مروری بر مطالعات انجام شده

متن کامل در سایت    40y.ir

در این فصل به اختصار به تحقیقات و مطالعاتی که توسط سایر محققین در زمینه نانو کامپوزیت های پلی اتیلن-اکتن/ نانو لوله های کربنی چند دیواره، پلی اتیلن/ نانو لوله های کربنی چند دیواره و پلی اتیلن- اکتن/ پلی اتیلن با چگالی پایین/ نانو لوله های کربنی چند دیواره انجام گرفته است، پرداخته میشود.
نانو کامپوزیت پلی اتیلن- اکتن/ نانو لوله های کربنی چند دیواره
در این بخش به بررسی اثر اصلاح ماتریس پلیمری و نانو لوله های کربنی بر خواص نانو کامپوزیت پلی اتیلن-اکتن/ نانو لوله های کربنی چند دیواره پرداخته می شود.
در این بررسی ماتریس پلیمری با استفاده از آکریلیک اسید اصلاح شده و نانو لوله های کربنی نیز ابتدا به وسیله مخلوط اسید نیتریک/ اسید سولفوریک اصلاح شده و سپس گروه های اسیدی ایجاد شده به وسیله تیونیل کلراید۹۲ به آسیل کلراید۹۳ تبدیل شده اند. برای اثبات اصلاحات انجام شده روی ماتریس پلیمری و نانو لوله های کربنی از طیف سنجی مادون قرمز استفاده شده است.
در شکل ‏۲-۱ طیف مادون قرمز نانو لوله های کربنی و نانو لوله های کربنی اصلاح شده نشان داده شده است. پیک های مشخصه نانو لوله های کربنی چند دیواره درcm^(-1) 1600-1450 (مربوط به حلقه آروماتیک)، cm^(-1)1352 مربوط به گروه (-C-O-)، cm^(-1)3393 مربوط به گروه (-OH)94 و cm^(-1)1642 مربوط به گروه (-C=C-) ظاهر شده اند. این پیک ها در هر دو طیف قابل مشاهده هستند. بررسی های بیشتر بیان گر مشاهده

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *