دانلود پایان نامه

یکی از مهمترین خصوصیات سطوح جامد به شمار میرود که توسط دو پارامتر توپوگرافی و ترکیب شیمیایی سطح کنترل میشود، تعیین قابلیت خیس شوندگی سطح از طریق اندازهگیری زاویه تماس بین سطح و یک قطره از مایع مرجع در نقطه تماس سه فاز (جامد ، مایع و هوا) امکان پذیر است. یک زاویهی تماس کوچک نشان دهندهی این است که مایع ، سطح را به طور موثر خیس میکند در حالی که زاویه تماس بالا نشان دهندهی خیس شوندگی ضعیف سطح است. اخیرا سطوحی با زاویهی تماس بالاتر از ۱۵۰ درجه و هیسترزیس زاویه تماس پایین که خود نشان دهندهی زاویه سرش (سر خوردن) کم است، به عنوان سطوح سوپر هیدروفوب شناخته میشوند و بسیار مورد توجه قرار گرفته است. علت اهمیت این چنین سطوحی در طراحی پوششهای خود تمیز شونده و دافع آب برای کاربردهای صنعتی میباشد. در اینجا جهت بررسی خاصیت آب گریزی و مقایسه سطوح پوشش داده شده با پلییورتان خالص و نانوکامپوزیت پلییورتان/ نانوسیلیکای اصلاح شدهی هیدروفوب، پلیتهای به ابعاد ۱۰*۲۰ سانتیمتر و پوشش داده شده با غلظت ۰ % و ۱% از نانوذرات مورد بررسی زاویهی سرش و میزان کروی شکل بودن قطرات آب روی سطحشان واقع شدند. قطر قطرههای آب مقطر به طور متوسط ۴ میلیمتر بود و جهت تعیین زاویهی سرش پلیتها در جهت طولی از یک سمت و با سرعت ثابت، افزایش شیب داده شدند و به محض شروع سرش متوقف و زاویه ثبت گردید. تصاویر و نتایج مربوطه در شکل های ۴-۱۱ و ۴-۱۲ و تحلیلهای مربوطه در ادامهی آن، آورده شده است.
۳-۲-۱۱- بررسی خاصیت الاستیک
با توجه به موقعیت استقرار سطوح به خصوص سطوح فلزی خطوط لولهی انتقال گاز، میزان خسارات صدمات احتمالی متفاوت است. برای مثال در حالت مدفون (زیرزمین) احتمال تنشها و رانشهای خاک پوششهای خطوط لوله را تخریب مینماید، اینجاست که اگر از پوششی استفاده شود که انعطافپذیری و استحکام بالایی را داشته باشد، میزان صدمات را به حداقل میرساند. در اینجا جهت بررسی خاصیت الاستیک پلییورتان خالص و نانوکامپوزیتهای تهیه شده، فیلمهایی به ابعاد (۱۰*۱۰) سانتیمتر و به ضخامتهایT1 و T2 مطابقASTM 570 تحت نیروی کشش ثابت ۱۰نیوتن واقع شدند و درصد افزایش طول آنها مورد بررسی واقع شد. جهت افزایش دقت سه نمونه از هر غلظت تحت کشش قرار داده شد.نتایج و نمودارها درجدولهای ۴-۹ و ۴-۱۰ و شکلهای ۴-۱۳و۴-۱۴ آمده است.
ب

الف

شکل ۳-۶ (الف) فیلمهای تهیه شده برای آزمون خاصیت الاستیک، (ب) دستگاه آزمون
۳-۲-۱۲- آزمون سایش مکانیکی
یکی از مهمتری شاخصهای یک پوشش ایدهآل، مقاومتهای مکانیکی بالا میباشد. مقاومت در برابر سایش مکانیکی نیز در صنعت پوششدهی یکی از فاکتورهای قابل توجه به شمار میآید چراکه طول عمر و دوام هر چه بیشتر و عدم نیاز به تعویض و مرمت پوشش را در فواصل زمانی کم میشود. برای اعمال پوشش همانگونهای که در قسمت تهیهی پوششها توضیح داده شد، عمل شد. به پلیتهای پوشش داده شده جهت انجام این تست به مدت دو هفته جهت اطمینان از خشک شدن کامل زمان داده شد. آزمون مطابق استاندارد CS17 و در ۵۰ دور چرخش ساینده۵۷ و با سه بار تکرار در ۲۰ نقطه متفاوت از هر پوشش انجام شد.
جدول ۳-۲ مشخصات مربوط به دستگاه سایش مکانیکی

مشخصه

واحد
 
قطر محلهای ساییده شده
 
۱۶ mm ±۰/۲
 
سرعت چرخش ساینده
 
۴۰ RPM
 
تعداد چرخش برای هر سایش منطقهای
 
۵۰
 
نیروی اعمالی
 
۱۰ N
 
مشخصات موتور گردان
 
¼  HP, 230 volts AC
نتایج حاصل از میزان جرم از دست رفته نمونهها در جدول ۴-۷ و نمودار مربوطه شکل ۴-۱۰ همچنین تحلیل نتایج در ادامهی آن آمده است.

مطلب مشابه :  منابع مقاله دربارهصحت معامله، حقوق فرانسه، ضمن عقد

شکل ۳-۷ دستگاه آزمون سایش مکانیکی

۳-۲-۱۳- طیف‌سنجی مادون قرمز به روش FTIR58

تقریبا تمامی ترکیباتی که پیوند کوالانسی دارند، اعم از آلی یا معدنی، فرکانس‌های متفاوتی از اشعه الکترومغناطیس را در ناحیه مادون قرمز جذب می‌کنند. عدد موجی با واحد cm-1 بیان شده، این واحد، رابطه مستقیمی با انرژی دارد. با استفاده از این واحد، ناحیه ارتعاشی پرکاربرد مادون قرمز (Mid IR) بخشی بین ۴۰۰ تا ۴۰۰۰ cm-1 خواهد بود. مشابه دیگر انواع جذب انرژی، هنگامی که مولکول‌ها اشعه مادون قرمز را جذب می‌کنند، به حالت انرژی بالاتر برانگیخته می‌شود. جذب تابش مادون قرمز همانند دیگر فرایندهای جذب، فرایندی کوانتابی است. به این صورت که فقط فرکانس‌های خاصی از تابش مادون قرمز توسط مولکول جذب و باعث ارتعاش کششی و خمشی پیوندهای کوالانسی می‌شود. انرژی جذب شده از نور مادون قرمز توسط پیوندهای شیمیایی یا گروه‌های عاملی خاص در طول موج مشخص، منجر به کاهش شدت عبور نور شده و معمولا به عنوان تابعی از عدد موجی (بر حسبcm-1) رسم می‌شود. باید توجه داشت که هر پیوند دارای فرکانس ارتعاش طبیعی خاصی است. یعنی یک پیوند خاص با جذب فرکانسی مشخص قادر به ارتعاش خمشی و کششی است. یک پیوند، به‌خصوص در دو مولکول مختلف، در محیط‌های متفاوتی از نظر اتم‌ها و پیوندهای پیرامونی خود قرار داشته و هیچ‌گاه دو مولکول با ساختمان‌های متفاوت، طیف مادون قرمز یکسانی نمی‌دهند. با توجه به این مطلب، از طیف مادون قرمز میتوان همانند اثر انگشت در انسان، برای شناسایی مولکول‌ها استفاده کرد. با مقایسه طیف مادون قرمز دو ماده که تصور می‌شود مشابه باشند، می‌توان پی برد که آیا واقعا یکی هستند یا خیر. اگر تمام جذب‌ها در طیف دو نمونه بر یکدیگر منطبق شوند، به احتمال قریب به یقین، دو ماده یکسان هستند. طیف FTIR علاوه ب
ر موارد گفته شده، اطلاعاتی را در مورد ساختمان شیمیایی یک مولکول، در اختیار ما می‌گذارد. مثلاً، هر جذبی که در ناحیه ۳۰۰۰±۱۵۰(Cm-1 ) طیف قرار داشته باشد، نشان‌دهنده وجود اتصال C-H در مولکول است و جذبی که در ناحیه ۱۷۰۰±۱۰۰Cm-1 مشاهده شود معمولا مربوط به پیوند گروه کربونیل (C=O) در مولکول است. برای حصول اطمینان از برقراری پیوندهای موثر بین نانوذرات و ماتریس پلیمری طیف FTIR از نمونه به شکل فیلم به ضخامت ۵۰ میکرومتر از غلظت ۷/۰ درصد وزنی نانوسیلیکا گرفته شد. نمودار مربوطه در شکل ۴-۴ آورده شده است [۱۸].

جدول ۳-۳ – نحوهی محاسبهی مادهی محدود کننده و مقدار نانوذرات مورد نیاز در غلظتهای مشخص
۳۰۰ = ۵/۲ * ۱۲۰
۱۲۰ گرم پلیال مادهی محدودکننده
۴۲۰ = ۳۰۰ + ۱۲۰
۴۲۰ گرم جرم کلی ترکیب
۶۸/۱ =۰۰۴/۰ * ۴۲۰
گرم نانوسیلیکا جهت تهیهی غلظت ۴/۰ % وزنی
۹۴/۲ = ۰۰۷/۰ * ۴۲۰
گرم نانوسیلیکا جهت تهیهی غلظت ۷/۰ % وزنی
۲/۴ = ۰۱/۰ * ۴۲۰
گرم نانوسیلیکا جهت تهیهی غلظت ۱ % وزنی
۵/۱۰ = ۰۲۵/۰ * ۴۲۰
گرم نانوسیلیکا جهت تهیهی غلظت ۵/۲ % وزنی
۸/۱۶ = ۰۴/۰ * ۴۲۰
گرم نانوسیلیکا جهت تهیهی غلظت ۴ % وزنی
جدول ۳-۴- نحوهی محاسبهی ترکیب پلییورتان خالص
۳۰۰= ۵/۲ * ۱۲۰
گرم ایزوسیانات مورد نیاز
۴۲۰= ۳۰۰ + ۱۲۰
(
جدول ۳-۵- نحوه محاسبهی ترکیب حاوی ۴/۰ درصد وزنی از نانوسیلیکا
۶۸/۱ = ۰۰۴/۰ * ۴۲۰
گرم نانوسیلیکا جهت تهیهی غلظت ۴/۰ % وزنی
۳۲/۴۱۸ = ۶۸/۱ – ۴۲۰
گرم پلییورتان فاقد نانوسیلیکا
۳ /۴۱۸= ۵/۳ x ( x 52/119 =
تعیین مقدار پلیال لازم برحسب گرم
۸/۲۹۸ = ۵/۲ * ۵۲/۱۱۹
تعیین مقدار ایزوسیانات لازم برحسب گرم
۴۲۰ = ۶۸/۱ + ۵۲/۱۱۹ + ۸/۲۹۸
(
جدول ۳-۶- نحوه محاسبهی ترکیب حاوی ۷/۰ درصد وزنی از نانوسیلیکا
۹۴/۲ = ۰۰۷/۰ * ۴۲۰
گرم نانوسیلیکا جهت تهیهی غلظت ۷/۰ % وزنی
۰۶/۴۱۷ = ۹۴/۲ – ۴۲۰
گرم پلییورتان فاقد نانوسیلیکا
۰۶/۴۱۷ = ۵/۳ x ( x= 16/119
تعیین مقدار پلیال لازم برحسب گرم
۹/۲۹۷ = ۱۶ /۱۱۹ * ۵/۲
تعیین مقدار ایزوسیانات لازم برحسب گرم
۴۲۰ = ۹۴/۲ + ۱۶/۱۱۹ + ۹/۲۹۷
(

مطلب مشابه :  پایان نامه ارشد دربارهارتکاب جرم، حقوق کیفری، مسئولیت کیفری، ترک فعل

جدول ۳-۷- نحوه محاسبهی ترکیب حاوی ۱ درصد وزنی از نانوسیلیکا
۲/۴ = ۰۱/۰ * ۴۲۰
گرم نانوسیلیکا جهت تهیهی غلظت ۱% وزنی
۸/۴۱۵ = ۲/۴ – ۴۲۰
گرم پلییورتان فاقد نانوسیلیکا
۵/۳ x 8/415 =( x8/118=
تعیین مقدار پلیال لازم برحسب گرم
۲۹۷ = ۵/۲ * ۸/۱۱۸
تعیین مقدار ایزوسیانات لازم برحسب گرم
۴۲۰ = ۲/۴ + ۸/۱۱۸ + ۲۹۷
(
جدول ۳-۸- نحوه محاسبهی ترکیب حاوی ۵/۲ درصد وزنی از نانوسیلیکا
۵/۱۰ = ۰۲۵/۰ * ۴۲۰
گرم نانوسیلیکا جهت تهیهی غلظت ۵/۲ % وزنی
۵/۴۰۹ = ۵/۱۰ – ۴۲۰
گرم پلییورتان فاقد نانوسیلیکا
۵/۳ = ۵/۴۰۹ x ( x = 117
تعیین مقدار پلیال لازم برحسب گرم
۵/۲۹۲ = ۵/۲ * ۱۱۷
تعیین مقدار ایزوسیانات لازم برحسب گرم
۴۲۰ = ۵/۱۰ + ۱۱۷ + ۵/۲۹۲
(
جدول ۳-۹- نحوه محاسبهی ترکیب حاوی ۴ درصد وزنی از نانوسیلیکا
۸/۱۶ = ۰۴/۰ * ۴۲۰
گرم نانوسیلیکا جهت تهیهی غلظت ۴ % وزنی
۲/۴۰۳ = ۸/۱۶ – ۴۲۰
گرم پلییورتان فاقد نانوسیلیکا
۵/۳ = ۲/۴۰۳ x ( x 2/115 =
تعیین مقدار پلیال لازم برحسب گرم
۲۸۸ = ۵/۲ * ۲/۱۱۵
تعیین مقدار ایزوسیانات لازم برحسب گرم
۴۲۰ = ۸/۱۶ + ۲/۱۱۵ + ۲۸۸
(

فصل چهارم
۴- جداول، نمودارها، داده های حاصله و تحلیل
۴-۱- بررسی نحوهی توزیع پذیری نانوذرات در پیش پلیمر
با توجه به اینکه فاز پلیال مورد استفاده واقع شده دارای ویسکوزیته نسبتا بالایست و طبق تصاویر TEM شکل ۴-۱ ، مشاهده میشود که میزان توزیع و امتزاج پذیری در پیش پلیمر(فاز پلیال) تا غلظت ۷/۰ درصد وزنی کل نانوکامپوزیت، بسیار مطلوب بوده و در غلظت یک درصد وزنی تجمع نانوذرات دیده میشود که خود موجب افت برخی از خواص مکانیکی و فیزیکی و شیمیایی نانوکامپوزیت میگردد، و از سوی دیگر گرانروی بسیار زیاد پلیمر حاوی نانوسیلیکای بالای یک درصد وزنی، کار با پلیمر جهت پوششدهی را بسیار دشوار میسازد و حتی در موارد بالای ۵/۲ درصد وزنی غیر ممکن میسازد. همانطور که در فصول قبل ذکر گردید توزیع پذیری نانوسیلیکای اصلاح شده هیدروفوبیک در فاز پلیال بهتر صورت میگیرد [۱] که طبق تصاویر نیز این موضوع مشهود است. همچنین این نانوذره تقابل بهتری با ماتریس پلییورتان دارد، و نانوذرات به خوبی میتوانند در پوشش پلییورتان پخش شوند. در مقابل نانوذرات سیلیکای اصلاح نشدهی هیدروفیلیک بهراحتی از طریق پیوندهای هیدروژنی تجمع مییابند و یک شبکهای از طریق زنجیرهی پلیمری شکل می دهند.تجمع ممکن است پلیمر مایع را در فضاهای خالی مابین ذرات مسدود کند و ویسکوزیتهی بالاتری را ایجاد نماید [۶۶]. نانوسیلیکا در صنایع رنگ نیز به عنوان یک پرکننده با پایداری زیاد و مطلوب توزیع پذیری درون پلیمر و عدم سر نشین و تهنشینی بکار میرود.

ب

الف

د

ج

شکل ۴-۱- تصاویر TEM تهیه شده از (الف)پلیال خالص، پیش پلیمر حامل نانوسیلیکا جهت تولید غلظتهای (ب)۴/۰% ، (ج)۷/۰ %، (د)۱% وزنی از نانوکامپوزیت

دسته بندی : پایان نامه ها

دیدگاهتان را بنویسید