23685

CHE.ENG2 328

كارشناسي ارشد

مهندسي پليمر- فراورش

فني و مهندسي

1402/11/11

79 ص.

اميد معيني جزني , علي قريه

اميرحسين نوارچيان

اپوكسي , نايلون 66 , گرافن‌اكسيد , خواص انسدادي , چسبندگي به زير لايه لاستيكي

پوشش‌ها در طيف گسترده‌اي از كاربردها، از پوشش‌هاي كف سالن¬هاي ورزشي گرفته تا پوشش‌هاي مقاوم در برابر خوردگي و عبور ناپذير در صنعت هوافضا استفاده مي‌شوند.پوشش‌ها عمدتاً رزين‌هايگرماسخت هستند كه براي محافظت از بستر موردنظر در برابر عبور پذيري طراحي‌شده‌اند. اپوكسي يك رزين گرماسخت است كه به دليل چگالي اتصال عرضي بالا و عبور پذيري كم، خاصيتانسدادي قابل‌قبولي را ايجاد مي‌كند.در اين پژوهش ازنايلون 66 وگرافن¬اكسيد با هدف بهبود خاصيت انسدادي رزين اپوكسي جهتايجاديك‌ پوشش انسدادي استفاده شد.هدف اصلي استفاده از اين پوشش در بين لايه-هاي الاستومري، جلوگيرياز عبور سوخت از بينلايه‌هايالاستومري پخت شده بر روي مخازن سوخت مي¬باشد. تأثيرتركيب درصد نايلون66 و گرافن¬اكسيد وآميزهآن‌ها بر خواص انسدادي، چسبندگي، ريزساختار و خواص مكانيكي و پايداري حرارتيپوشش¬هايپايه اپوكسي مورد بررسي قرار گرفت.عبور پذيريو چسبندگي توسط كاپ عبور پذيري و آزمون Seam adhesion مطالعه گرديد.بررسي خواص مكانيكي(نمونه¬هايبا بهترين خواص انسدادي)، نمونه¬هاي دمبلي با آزمون كشش(Tensile) انجام شد.بررسي پايداري حرارتي و پيوندهاي تشكيل‌شده در هنگام واكنش پخت نمونه¬هاي با بهترين خواصانسدادي به كمك آزمون‌هايگرماوزن‌سنجي(TGA) انجام شد.همچنين به‌منظور بررسي پراكندگي عوامل چقرمه كننده نايلون 66 و نانوذرات گرافن¬اكسيد در زمينهپوشش، سطوح شكست نمونه¬هاي آزمون كشش با استفاده از آزمون ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني(FESEM) بررسي شد. بر اساس نتايج بدست آمده،عبور ناپذيري با افزودن 7 Phrنايلون 66 و 5/0 Phrگرافن-اكسيد در نمونه اپوكسي/نايلون 66، اپوكسي/گرافن¬اكسيد و نمونه سه‌تايي نسبت به اپوكسي خالص به ترتيب 67/91، 33/83 و 33/83 بهبود و همچنين، چسبندگي به زير لايه لاستيكي نسبت به رزين اپوكسي خالص به ترتيب 81/42، 10 و 5 درصد افزايش يافت.نتايج آزمون كشش نشان داد كهاستحكام كششي و مدول در نمونه اپوكسي/نايلون 66 به ترتيب 96/86، 54/23 درصد و در نمونه اپوكسي/گرافن¬اكسيد به ترتيب 300، 52/105 درصد نسبت به اپوكسي خالص بهبود يافت. در تركيب سه‌تايي، اثر هم‌افزايي ناشي از افزودن نايلون 66 و گرافن¬اكسيد در سامانه بدست آمد و نمونه سه‌تاييدر دماي شروع تخريب، دماي بيشينه تخريب و ميزان زغال باقي¬مانده نسبت به نمونه اپوكسي خالص به ترتيب 92/18، 1.05 و3/43 درصد بهبود پيدا كرد.

Epoxy , nylon 66 , graphene oxide , barrier properties , adhesion to rubber substrate

Investigating the microstructure, mechanical properties, permeability and thermal stability of epoxy-based nanocomposite coatings containing polyamide toughening agents and graphene oxide nanoparticles

مهندسي شيمي

Coatings are used in a wide range of applications, from sports hall floor coverings to corrosion-resistant and barrier coatings in the aerospace industry. Coatings are mainly thermosetting resins designed to protect the target substrate from permeability.Epoxy is a thermosetting resin that provides acceptable barrier properties due to its high cross-linking density and low permeability. In this research, nylon 66 and graphene oxide were used with the aim of improving the impermeability of epoxy resin to create a barrier coating. The main purpose of using this coating between the elastomeric layers is to prevent fuel from passing between the elastomeric layers cured on the fuel tanks. The effect of the percentage of nylon 66 and graphene oxide and their mixture on the properties of impermeability, adhesion, microstructure and mechanical properties and thermal stability of epoxy base coatings was investigated. Permeability and adhesion were studied by permeability cup and Seam adhesion test. Investigation of mechanical properties (samples with the best impermeability properties), dumbbell samples were done with tensile test. Thermal stability and bonds formed during the curing reaction of the samples with the best impermeable properties were investigated with the help of thermogravimetric tests (TGA). Also, in order to investigate the dispersion of nylon 66 toughening agents and graphene oxide nanoparticles in the matrix of coating, the fracture surfaces of tensile test samples were investigated using field emission scanning electron microscopy (FESEM). Based on the obtained results, the impermeability with the addition of 7 Phr of nylon 66 and 0.5 Phr of graphene oxide in epoxy/nylon 66, epoxy/graphene oxide and hybrid samples compared to neat epoxy is 91.67, 83.33 and 83.33, respectively improvement, and also, the adhesion to the rubber substrate increased by 42.81, 10 and 5%, respectively, compared to the pure epoxy resin. The tensile test results showed that the tensile strength and modulus in the epoxy/nylon 66 sample improved by 86.96, 23.54%, respectively, and in the epoxy/graphene oxide sample by 300, 105.52%, respectively, compared to neat epoxy. In the hybrid sample, the synergistic effect due to the addition of nylon 66 and graphene oxide was obtained in the system, and the hybrid sample improved in the degradation start temperature, maximum temperature of destruction and the amount of remaining carbon compared to the neat epoxy sample by 18.92, 1.05 and 43.3%, respectively.

5

مهندس جلال شبان طاهري