دانلود پایان نامه

ETPU ها در عدم حضور پرکنندهها، در آزمونهای مکانیکی نانوکامپوزیتهای پلیمری همانند مقاومت سایشی و کششی، یک حد متوسط از انتظارات را برآورده میسازند به عبارتی دیگر، نه آنچنان عالی و نه خیلی ضعیف هستند [۶۲].در این پژوهش سعی بر آن میشود که با انتخاب یک پرکننده مناسب که خصوصیات قابل قبولی را ارائه نماید و با فهم این امر که در یورتانهای ترموپلاستیک پیوندهای هیدروژنی متشابه برقرارند، باید مابین پرکننده و ETPU یک اثر تقویت کنندگی حاصل کرد. در گزارشهایی که مورد بررسی واقع شدند در پلییورتانهای پایه پلی استری، تحقیق در مورد تشخیص نوع ارتباط گروه کربونیل و پیوند های هیدروژنی، به دلیل وجود C=O در هر دو قسمت نرم و سخت ساختار پلییورتان پلیاستری دشوار میباشد [۶۳].اما در اینجا از این بابت که در پلییورتان پایه پلیاتری، فقط در قسمت سخت عامل C=O را داریم ابهام کمتری را ایجاد مینماید.

شکل ۲-۱ ساختار دو قسمتی پلییورتان [۴۳]
در پژوهشی دیگر که از دو نمونه نانوسیلیکای هیدروفوبیک و هیدروفیلیک جهت ادغام درون پلییورتان استفاده شده بود، مشاهده گردید که تمایل پوششهای حاوی نانوسیلیکاهای هیدروفیلیک به جذب آب، عملکرد آنها را در آزمونهای مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی به خصوص در مناطق مرطوب، در مقایسه با پوششهای حاوی نانوسیلیکای هیدروفوب کاهش میدهد. همچنین در بررسیهای ریختشناسی مشخص گردید که توزیع۳۵ عالی و امتزاج پذیری۳۶ بالای نانوسیلیکای هیدروفوبیک با ماتریس پلیمری، عملکردهای مکانیکی را بهبود میبخشند [۶۵].
در مقالهای دیگر، تاثیر نانوذرات سیلیکابر خواص محافظتی پوشش پلییورتان مورد بررسی قرار گرفت. غلظتهای ۰و ۵ و ۱۰ درصد نانوسیلیکا به پیشپلیمر پلییورتان اضافه گردید، ودر سه دمای متفاوت ۲۰و ۷۰ و ۱۱۰ درجهی سیلسیوس پخت شدند. بررسیها اثبات کرد که با افزودن ۵ درصدی نانوسیلیکا، افزایش مقاومت یونی را به دلیل تقویت شبکهای پلیمری بههمراه دارد. همچنین بررسیهای مقاومت در برابر آب نمایانگر کاهش جذب آب در پوششهای حاوی ۵ درصد نانوسیلیکا به همراه مقاومت یونی بالاتر توسط بک شبکه با تراکم و چگالی بیشتر، کاهش تجمع ملکولهای آب را به همراه دارد.غلظت ۱۰ درصدی نانوسیلیکا نشاندهندهی بالاتر بودن غلظت از حد بحرانی است که موجب آگلومره شدن و تجمعهای ناحیهای۳۷ شده که کاهش مقاومت یونی را در پی دارد. با بالا رفتن دمای پخت، بهبود کلی در کیفیت پوشش مشاهده میشود. بهترین عملکرد شیمیایی در دمای پخت بالاتر و بهبود در یکنواختی پوشش حاصل میشود. آنالیز مکانیکی گرمایی، مصدق بهبود اتصالات متقاطع۳۸ و حالت شیشهای شدن بهتر در دماهای بالاتر است.آزمون سایش نشاندهندهی این موضوع است که دو عامل وجود نانوسیلیکا و دمای بالای پخت، مقاومت سایشی را افزایش میدهد [۶۶].

در مقالهای دیگر نانوذرات سیلیکای اصلاح شدهی عاملدار با روش تک مرحلهای، براساس هیدرولیز ۳۹TEOS با روش درجا با استفاده از MPMS 40 تهیه شدند. مورفولوژی و اندازه ذرات سیلیکا متاثر از پارامترهایی نظیر غلظت سورفکتانت ،آب و آمونیاک ، و دمای واکنش بود .تک توزیعی ،کروی بودن نانوذرات کروی اصلاح شدهی عامل دار با پخش ذرات کوچک ، در شرایط بهینه حاصل گردید. گروههای آلی سورفکتانت به روی سطح سیلیکا چسبیده شدند که میتواند باعث سازگاری بهتر ماتریس پلیمری با نانوذرات گردد.ویژگیهای حرارتی و مکانیکی فیلمهای تقویت شدهی پلییورتان با نانوذرات سیلیکای اصلاح شده بهبود چشمگیری داشتند. نتایج نشان دادند خواص کشسانی با افزایش سیلیکای اصلاح شده بهتر میشود. استحکام کششی و مدول یانگ فیلمهای پلییورتان تقویت شده با ۵/۱ درصد وزنی سیلیکای اصلاح شده بهترتیب به مقادیر ۲/۶۴ و ۹/۲۵۳۵ مگاپاسکال افزایش یافت [۶۷].
در دنیای امروز، خوردگی تجهیزات و ادوات فرایندی به یکی ازاساسیترین مشکلات صنایع مختلف ازجمله نفت و گاز تبدیل شده است. تجهیزات این صنایع، بطور عمده در معرض محیطهایی قراردارندکه خود اصلیترین عامل ایجاد خوردگی دراین ادوات میباشد. استفاده از پوششهای محافظ لوله، از جمله پوششهای نانو کامپوزیتی پلیمری در کنار حفاظت کاتدی، یا به تنهایی می تواند عامل مهمی در کاهش روند خوردگی و در نتیجه کاهش هزینهی ناشی از آن باشد.

مطلب مشابه :  پایان نامه رایگان درموردمحل سکونت

فصل سوم

۳- فصل سوم

در این فصل ابتدا به معرفی مواد بکار گرفته شده در طی انجام پروژه پرداخته شده است، سپس مراحل و روشهای تهیه نمونههای نانوکامپوزیتی جهت انجام آزمونهای کیفیت نانوکامپوزیت پلیمری پرداخته شده است. در قسمت توضیح مواد ، در مورد پلییورتانها و انواعشان ، نانوسیلیکاو فولادهای سادهی کربنی توضیح داده شده است.
۳-۱- مواد
۳-۱-۱- پلی یورتان
تاریخچه پیدایش پلی یورتان
در سال ۱۸۴۹ از طریق کشف واکنش بین یک گروه هیدروکسیل و ایزوسیانات آلیفاتیک مونومر، شیمی پلی اورتان توسط wurtz عملا پیریزی گردید. دیری نپائید که واکنشی مشابه با ترکیبات حلقوی ایزوسیانات توسط A.W. Hofmann شناسائی شد. طی سالهای متمادی تحقیقات بسیاری بر روی ترکیبات حاوی گروه ایزوسیانات (NCO_) انجام پذیرفت تا بالاخره در سال ۱۹۳۵ برای اولین بار توسط O. Bayer شیمیدان آلمانی، فرایند ساخت ماکرومولکولهای مبتنی بر ترکیبات ایزوسیانات تهیه و به ثبت رسید [۷۳].
از زمان اختراع پلی یورتان توسط بایر و همکارانش تاکنون بنا به تنوع نیازهای مصرف کنندگان، گام های بزرگی در این بخش از مواد و محصولات برداشته شده است.این
پیشرفت هم در زمینه مواد اولیه مصرفی شامل مواد اصلی و پایه و همچنین مواد افزودنی برای کنترل خواص مورد انتظار و سرعت واکنش ها بوده و هم در زمینه تجهیزات دستگاهی تولید محصولات میباشد. پلییورتانها ترکیباتی هستند که در ساختار آنها پیوند یورتانی وجود دارد. پلی یورتان (PU) نام عمومی پلیمرهایی است که دارای پیوند یورتانی می باشند [۲۹].
پیوند یورتانی از طریق واکنش افزایشی بین یک گروه ایزوسیانات (-NCO) و یک ترکیب دارای هیدروژن فعال مثل گروه هیدروکسیل (OH) در پلیال تشکیل میشود. گروههای ایزوسیانات به شدت واکنش پذیر بوده و به همین علت پیشرفت واکنش آنها نیاز به افزایش دما ندارد. (واکنش در دمای محیط صورت می گیرد) مهمترین ویژگی این گروه از پلیمرها این است که پس از واکنش ساختاری پایدار بوجود میآید. پلییورتان در اشکال مختلف مانند: فرآورده های فوم، فیلم، الاستومرها، پودرها، مایعات و امولوسیونها قابل تولید هستند [۷۱].
پلی یورتان ۱۰۰%جامد
پلی یورتان یک پلاستیک ترموست، با خواص متنوع است که برای اولین بار توسط Otto Bayer در اواخر ۱۹۳۰ جهت مصارف نظامی تولید گردید. این پلیمر از واکنش یک ایزوسیانات و یک پلی ال منتج می شود. امروزه پلییورتانهای مختلف جهت مصارف گوناگون تولید میشوند. که با توجه به نوع وشکل آن در مصارفی چون ساخت عایق کاری فریزر وسقف ،ساخت کفی کفش ،ساخت داشبورد و گلگیر وتایر ،پوشش پلها وکف مخازن ،آب بندی و درزبندی درزهای انبساط و… به وفور استفاده می گردند. اصطلاح ۱۰۰% جامد بدین معنی است که در سیستم پوشش هیچگونه حلالی بکار نرفته است و رزینی که بصورت طبیعی به حالت مایع است پس از اعمال وکیورینگ بصورت فیلم خشک در میآید. لذا ضخامت فیلم تر و فیلم خشک پوشش یکسان خواهد بود. ویسکوزیته سیستم پوشش با انتخاب نوع رزینها و نه با افزودن حلال تنظیم میشود. لازم به ذکر است گاهی سیستمهای حاوی مقدار ناچیز حلال (حدود ۵%) که بعنوان حامل پیگمنت و کاتالیست محسوب میشوند. نیز جزء سیستمهای۱۰۰%جامد طبقه بندی میگردند [۷۳].
مواد اولیه موجود در این سیستمها دقیقا مانند سیستمهای پلییورتان دوجزئی دارای حلال است با این تفاوت که در این پوششها میتوان برای افزایش بهرهی اقتصادی و همچنین رسیدن به ضخامتهای بالا و بهبود پایداری مکانیکی از مقادیری پرکننده استفاده کرد.
مکانیسم خشک شدن این پوششها مشابه نوع حلالی آنهاست با این تفاوت که در این پوششها پرش حلال وجود ندارد. سرعت واکنش بین پلی ال و ایزوسیانات بعد از مخلوط کردن اجزا تحت تاثیر واکنش پذیری گروه های فعال و دما است .
واکنش پذیری نسبتا زیاد موجب میشود که در دماهای پایین کیورینگ سریع صورت گیرد. از طرف دیگر اعمال این پوششها به تکنولوژی خاصی نیاز دارد. زیرا به علت ویسکوزیته بالا وفرصت کاربری کوتاه معمولا نمیتوان از تکنیک اسپری معمولی استفاده کرد. پخت نهایی این پوششها معمولا ۴-۶ روز به طول میانجامد. میزان چروک شدن۴۱ آنها ناچیز است و چسبندگی آنها برای بسیاری از زیرآیندها مناسب است. سیستمهای پلی یورتانی حلال چقرمگی بالایی دارند و در عین داشتن سختی بالا رفتار الاستیک از خود نشان میدهند. همچنین این پوششها مقاومت بسیار بالایی در مقابل محلولهای نمکی، اسیدی و قلیایی ضعیف دارند، اما در برابر حلالهای خوردنده ومحلولهای غلیظ قلیایی مقاومت ضعیفتری نسبت به اپوکسیها نشان میدهند. این پوششها به عنوان یکی از جدیدترین ومقاومترین پوششهای ضدخوردگی جهت سطوح فولادی مطرح هستند. از این پوششها برای محافظت خطوط لوله، سکوهای دریایی، بدنه کشتیها و همچنین حفاظت سطوح بتنی استفاده میشود [۷۲].
پلییورتانهای ۱۰۰% جامد براساس نوع ایزوسیانات مصرفی میتوانند به انواع زیر تقسیم شوند:
-آروماتیک :کارایی عالی، مقاومت خوردگی و فیزیکی عالی، قیمت مناسب، مقاومت مکانیکی عالی، بروز تغییر رنگ سطحی در معرض اشعه UV
-آلیفاتیک: دوام رنگی عالی، دوام براقیت عالی، قیمت گران
خواص پلی یورتان ۱۰۰% جامد میتواند از نرم لاستیکی و الاستومری، تا سخت و سرامیکی متغیر باشد. هرچه سیستم سخت۴۲ترباشد شبکه۴۳ای تر بوده وسیستم متراکم با مقاومت شیمیایی و رطوبتی بهتری را عرضه مینماید. در اینگونه سیستمها چسبندگی که مهمترین عامل در حفاظت فلزات در برابر خوردگی است، بسیار مطلوب است. از سوی دیگر، الاستومرها ساختار خطیتری داشته و میزان شبکهای شدن در آنها به مراتب کمتر است که همین موضوع آنها را الاستیک و کشسان مینماید. در اینگونه سیستمها مقاومت در برابر ضربه بسیار خوب بوده انعطافپذیری بالا و چسبندگی نسبتا ضعیفتر است [۷۲].
نفوذ پذیری آب و مواد شیمیایی به آنها بیشتر میباشد .کلا جهت محافظت سطوح متمایل به حرکت وخمش (مانند بتن ) و یا سطوح در معرض ضربات و بار گذاری سنگین ایدهآل هستند. مقاومت شیمیایی و خوردگی الاستومرها با افزایش ضخامت اعمال (بالای mm1/5) بهبود می یابد. از سالهای نخستی که پلی یورتانها به بازار خط لوله معرفی شدند، اکثر مهندسین ومتخصصین قابلیت پلییورتانها را در ظهور بعنوان پوشش مناسب درز جوشها و همچنین خط لوله تشخیص دادند. از آنجایی که امروزه انواع پوششهای پلییورتان با ساختار و خواص مختلف در دسترس هستند، تنها پلییورتان دو جزئی مایع ۱۰۰%جامد (با حالت فیزیکی مایع ) مطابق با ASTM D16 Type7 بر پایهی پلیایزوسیانات وپلیال جهت پوشش خطلوله تعریف میشود. دلایل بسیاری در جلب توجه صنعت خط لوله نسبت به پلی یورتانهای ۱۰۰% جامد وجود دارد:
-کاربری عالی و ایمنی بالایی دارند. نسبت به سایر پوششهای ضدخوردگی سازگار با محیط زیست هستند. فاقد حلال ، VOC ، استایرن، آمین، تار و سایر مواد سرطانزا هستند.
-بسیار سریع خشک میشوند. انجام تست هالیدی و دفن لوله در عرض چند ساعت امکانپذیر خواهد بود.
-برخلاف اکثر پوششها قابلیت کیورینگ در دمای پایین را دارند و در بعضی گریدها حتی میتوان پوشش را با اطمینان از حفظ خواص در ۴۰- درجهی سیلسیوس اعمال نمود.
-در طی پروسه اعمال، الزامی به حرارتدهی و پیش گرم نمودن لوله نیست.
-پوشش با هر ضخامتی و بر لولههای با قطر و طول متفاوت قابل اعمال است.
-امکان استفاده از این پوشش در سرجوشها واتصالات نیز وجود دارد. این مهم یکپارچگی سیستم پوشش را تامین مینماید.
در دو دهه گذشته استفاده از پوششهای پلییورتان ۱۰۰% جامد جهت محافظت از هر سه لوله فلزی، چدنی و بتنی در برابر خوردگی توسعه یافته است.
پوششهای

مطلب مشابه :  مقاله دربارهعدالت اجتماعی، بررسی تطبیقی، شهید مطهری، ایران باستان

پاسخی بگذارید