دانلود تحقیق با موضوع ایجاد تغییر و اندازه گیری


Widget not in any sidebars

5/0
BPO
St
4/3
60
5/0
AIBN
St
نتایج فوق نشان می دهد که اگرچه مقدارشروع کننده و دما تاثیر زیادی بر فاصله بین صفحات خاک رس درون ماتریس پلیمری نمی گذارد اما نوع شروع کننده بسیار اثر گذار است. فاصله بین صفحات خاک رس درنانوکامپوزیت حاوی پلی متیل متاکریلات/کلوزیت 20A درحضور شروع کننده AIBN بیشتر از شروع کننده BPO گزارش شده است که نشان می دهد جدایش لایه های خاک رس از یکدیگر بیشتر شده است. این درحالیست که در تهیه نانو کامپوزیت پلی استایرن / کلوزیت 20A از دونوع شروع کننده تحت شرایط یکسان واکنش استفاده شده است درحالیکه در حضور هردو شروع کننده برابری فاصله بین صفحات خاک رس درون ماتریس پلیمری گواه این ادعاست که ایجاد تغییر در فاصله بین لایه ای برای نانوکامپوزیت پلی استایرن/خاک رس مستقل از نوع شروع کننده است در صورتی که برای نانو کامپوزیتی بر پایه پلی متیل متاکریلات نوع شروع کننده مصرفی حائز اهمیت است.
تصاویری که از میکروسکوپ الکترونی عبوری منتشر کرده اند نشان می دهد که ماتریس پلیمرمتیل متاکریلات درحضور شروع کننده AIBN تقریبا عاری از تجمع نانو ذرات و ایجاد خوشه دربستر پلیمر است. زیرا سازگاری شروع کننده AIBN با مونومر متیل متاکریلات نسبت به شروع کننده BPO بیشتر است و دلیل سازگاری این دو ماده در ساختار مولکولی آنهاست چراکه متیل متاکریلات و شروع کننده AIBN نسبت به استایرن و شروع کننده BPO قطبی تر هستند که همین امر باعث می شود با خاک رس نیز برهم کنش بهتری داشته باشند. اگرچه یک بخش ازسطح خاک رس ممکن است با کاتیون های آلی پوشانده شده باشد اما سطوح دیگرآن همچنان رفتار آب دوستی خود را به همرا دارند.
آزمون پایداری ابعادی برای نمونه پلی استایرن خالص و نانو کامپوزیت حاوی پلی استایرن / کلوزیت 20A با 5 درصدوزنی از خاک رس درحضورشروع کننده AIBN با استفاده از دوروش تهیه، پلیمریزاسیون درجا واختلاط اکستروژن اندازه گیری شده است. در این گزارش آمده است که پلیمرخالص در غیاب خاک رس دچار تغییر شکل زیادی شده درحالیکه نانوکامپوزیت پلیمری در حضورخاک رس وتهیه آن بااستفاده از روش درجا، پایداری ابعادی بیشتری را ازخود نشان داده است.
در سال 2003، جی جیانگ و همکاران[51] خاک رس مونت موریلونیت را با استفاده از چهار نوع نمک آلکیل آمونیومی با طول زنجیره های آلکیلی متفاوت اصلاح کردند و سپس نانو کامپوزیت هایی بر پایه پلی استایرن(PS) / خاک رس های اصلاح شده(OMMT)، در حضور شروع کننده بنزوئیل پراکساید(BPO) و پایدارکننده پلی وینیل الکل(PVA) با جرم مولکولی 77000 به روش پلیمریزاسیون تعلیقی درجا تولید کردند. آنها از چهار نوع اصلاح کننده شامل تری متیل دودسیل آمونیوم کلراید(TMD)، تری متیل اکتا دسیل آمونیوم کلراید (TMO)، تری متیل کوکو آمونیوم کلراید (TMC) و تری متیل تالو آمونیوم کلراید(TMT) که به ترتیب طول زنجیره آلکیلی در آنها افزایش یافته استفاده کرده اند.
در این مقاله، اثراتی که چهار نوع اصلاح کننده آمونیومی بر خواص حرارتی و مکانیکی نانوکامپوزیت های سنتز شده برجای گذاشته بررسی شده است. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس نشان می دهد که هرچه طول زنجیره آلکیلی بیشتر شده فاصله بین صفحات خاک رس اصلاح شده نیز افزایش یافته به طوریکه در چهار نانو کامپوزیت سنتز شده شامل PS/TMDMMT ، PS/TMOMMT ،PS/TMCMMT و PS/TMTMMT با 5% وزنی خاک رس ، می توان تقریبا ساختار ورقه ورقه شده را مشاهده کرد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری برای نانو کامپوزیت های حاوی اصلاح کننده های TMD و TMO تا حدی ساختار ورقه ورقه شده را تائید می کند.
در ادامه نانو کامپوزیت های حاوی اصلاح کننده ها ی TMD و TMOرا در درصد های مختلفی از خاک رس اصلاح شده (10-7.5-5-2.5-1) تهیه کردند و پایداری حرارتی آنها را مورد بررسی قرار دادند. با افزایش میزان خاک رس تا 5 درصدوزنی پایداری حرارتی افزایش داشته و سپس با بالا رفتن میزان خاک رس، افت خواص حرارتی مشاهده شده است. همچنین مقدار دمای انتقال شیشه ای(Tg) و نقطه تسلیم تا میزان 5 درصد وزنی از خاک رس افزایش داشته و سپس کاهش یافته است. در ضمن خواص دینامیکی و مکانیکی این نانو کامپوزیت ها با افزایش در صد وزنی خاک رس اصلاح شده تا7 درصد وزنی بهبود یافته و سپس افت خواص گزارش شده است. در واقع در این مقاله درصد های بهینه ای برای خواص حرارتی و مکانیکی تعیین شده است که درصد بهینه برای خواص حرارتی 5% و برای خواص مکانیکی 7% عنوان شده است. دلیل افت خواص مشاهده شده با افزایش در صد خاک رس را توزیع نامناسب ذرات خاک رس درون ماتریس پلیمری دانسته اند.
دراین مقاله برای خاک رس های اصلاح شده در نانو کامپوزیت ها دو نقش مهم را تعریف کرده اند. اگرخاک رس به عنوان نانوپرکننده در سیستم عمل کند منجر به افزایش مدول ذخیره می شود و اگر در نقش روان کننده در سیستم حضور یابد مدول ذخیره کاهش می یابد. نانو کامپوزیت های حاوی اصلاح کننده های TMD و TMC در نقش نانو فیلر باعث افزایش مدول ذخیره در سیستم شده اند درحالیکه نانو کامپوزیت های حاوی TMO و TMT درنقش روان کننده باعث کاهش مدول ذخیره گردیده اند. نانو کامپوزیت PS/TMOMMT دارای بیشترین خواص حرارتی در بین نمونه های دیگر بوده است که دلیل آن را سازگاری بالای خاک رس اصلاح شده با مونومر استایرن می دانند.
درسال 2005، سانگ سو و همکاران[52] نانوکامپوزیت پلی متیل متاکریلات (PMMA)/ مونت موریلونیت(MMT) رادرحضور شروع کننده بنزوئیل پراکساید(BPO) و پایدار کننده پلی وینیل الکل (PVA) با هیدرولیز 88 درصد و به روش پلیمریزاسیون تعلیقی تولید کردند. هدف این محققان از تهیه نانوکامپوزیت ذکر شده، تهیه چسب های استخوانی آکریلیکی به منظور ایجاد اتصال در محل عضوهای مصنوعی در بدن انسان است. همچنین برقراری اتصال وثابت نگه داشتن آن، توزیع مناسب نیرو بین محل اتصال (Implant) و استخوان (Bone) و درنهایت بهبودی سریعتر بیمار از اهداف دیگر این مطالعه است. مطالعه بر روی خاک رس مونت موریلونیت به دلیل تاثیر به سزایی که بر روی خواص تقویت کنندگی نانوکامپوزیت ها دارد مهم تلقی شده است.
دراین مقاله، تاثیرات شرایط آماده سازی انجام پلیمریزاسیون ازجمله سرعت همزن، غلظت پایدارکننده ومقدار درصدوزنی مونت موریلونیت به کاررفته مورد بررسی قرارگرفته است. زیرا با ایجاد فصل مشترک مناسب بین خاک رس و ماتریس پلیمری مدول وسختی افزایش می یابد که کنترل اندازه ذرات تولید شده به این امر کمک می کند. اندازه ذرات مورد نظر برای استفاده درچسب های پیوند استخوان به طور میانگین بین 40 تا 60 میکرون گزارش شده است.
نتایج آزمون پراش اشعه ایکس برای دو نمونه MMA/MMT و PMMA/MMT بیان شده است که مطابق با آن، قبل از انجام پلیمریزاسیون، فاصله بین صفحات خاک رس در حدود nm3.85 بوده و بعد ازانجام پلیمریزاسیون، این فاصله بهnm 3.43 کاهش یافته است. بعد از پلیمریزاسیون هم فاصله بین صفحات و هم شدت تابش کمتر شده که دلیل آن را وجود دو ساختار میان لایه رفته و ورقه ورقه شده در نانوکامپوزیت و انقباض حجمی اتفاق افتاده در میان لایه ها دانسته اند.
تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشیبرای نانوکامپوزیت های PMMA/MMT تهیه شده با دور های مختلف همزن((rpm)800-600-400-200) در 2% وزنی پایدارکننده و 2%وزنی خاک رس ، نشان داده شدهاند. طبق این تصاویر،شکل ذرات کروی است وبا افزایش سرعت همزن(تاحدی)، اندازه ذرات کوچکتر شده که به علت شکست ذرات بزرگتر این اتفاق می افتد. توزیع اندازه ذرات در سرعت های پایین به صورت دوتوزیعی (ریز و درشت)، و در سرعت های بالاتر به صورت تک توزیعی(فقط ریز) گزارش شده است. برای سرعت های بالای rpm600 اطلاعات تجربی در دست نیست.
همچنین تصاویر مشابهی را برای نانوکامپوزیت PMMA/MMT تولید شده دردرصد های وزنی کمتر از 2% و بیشتر از 3% پایدارکننده، با دور rpm400 و2% وزنی خاک رس نیز منتشر کرده اند. اگر غلظت پایدارکننده کمتر از 2% وزنی باشد اندازه ذرات درحدود 125-100میکرون وتقریبا یکسان باقی مانده و ویسکوزیته نیز بدون تغییر وبدون افزایش چشم گیری گزارش شده است. اگر این غلظت به بالای 3% وزنی برسد اندازه ذرات به کمتراز 50 میکرون کاهش یافته و بسیار ریز شده و ویسکوزیته نیز به طور قابل ملاحظهای افزایش می یابد. به طور کلی، غلظت پایدارکننده بر مقدارجذب سطحی آن برروی قطرات مونومری، تنش سطحی و ویسکوزیته فاز توزیعی تاثیرگذار است اما آنچه که بیشتر باعث تغییر در اندازه ذرات میشود ویسکوزیته محیط واکنش عنوان شده است که با اضافه کردن خاک رس به سیستم ویسکوزیته افزایش مییابد.
اگر مقدار خاک رس مصرفی بیشتر از 4% وزنی باشد اندازه ذرات در حدود 190میکرون به بالا گزارش شده است که بدلیل افزایش ویسکوزیته محیط، قطرات مونومری به سادگی نمی شکنند و باعث افزایش تنش برشی خواهند شد. همچنین افزایش میزان مونومر مصرفی نیز روندی مشابه با افزایش میزان خاک رس را نشان می دهد.
در سال 2006،سینان سن و همکاران[53] نانوکامپوزیتی برپایه پلی 4- وینیل پیریدین (P4VP) رادرحضور مونت موریلونیت آلی اصلاح شده (OMMT) به روش پلیمریزاسیون درجا سنتز کردند. دراین تحقیق خاک رس مونت موریلونیت در سه مرحله جداگانه اصلاح شده و تاثیرات نوع اصلاح کننده برروی خواص مکانیکی- دینامیکی، پایداری حرارتی وهمچنین مورفولوژی ذرات و نوع ساختار در نانو کامپوزیت نهایی P4VP/OMMT موردبررسی قرارگرفته است. دو اصلاح اول توسط نمک نوع چهارم کوکوآمین شامل یک گروه وینیلی(بانام مخففCoCo) وتری متوکسی وینیل سیلان(با نام مخفف ViSi) انجام گرفته و اصلاح سوم باحضور هردوی این مواد(با نام مخفف CoCoViSi) صورت گرفته است. ساختار دو اصلاح کننده مورد استفاده در شکل 2-14 نشان داده شده است.
شکل ‏214ساختار مولکولی اصلاح کننده ها.a : چهاروجهی کوکو آمین ، b : تری متوکسی وینیل سیلان
همان طور که در تصویر فوق دیده می شود هردوی اصلاح کننده ها دارای باند فعال دوگانه در ساختار خود هستند که این امر موجب می شود تا هردو اصلاح کننده بتوانند در داخل و یا خارج فضای بین لایه های خاک رس در واکنش های پلیمریزاسیون شرکت کنند. چراکه اصلاح کننده آمینی معمولا در فضای بین لایه ها حضور دارد و اصلاح کننده سیلانی علاوه بر سطوح در لبه های خاک رس نیز با گروه های هیدروکسیلی واکنش می دهد. این محققان اذعان داشته اندکه حضور هردو اصلاح کننده فعال درون سیستم امکان دست یابی به ساختار کاملا ورقه ورقه شده درون ماتریس پلیمری را حاصل می کند. در حالیکه استفاده از اصلاح کننده آمینی یا سیلانی به تنهایی ساختار نانو کامپوزیت نهایی رابیشتر به سمت ساختار میان لایه ای سوق می هد. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس برای سه نمونه تهیه شده در جدول 2-3 گزارش شده است.

Share this post

Post navigation

You might be interested in...