شماره ركورد
24281
شماره راهنما
CHE.ENG2 336
عنوان
تهيه و بررسي خواص مكانيكي و حرارتي چسبهاي پايه اپوكسي اصلاحشده به وسيلهي متيل متاكريلات-بوتادين استايرن (MBS) و نانوذره اكسيد زيركونيم (ZrO2)
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي پليمر- فراورش
دانشكده
فني و مهندسي
تاريخ دفاع
1403/06/31
صفحه شمار
69 ص.
استاد راهنما
پيام ملاعباسي , اميد معيني جزني
كليدواژه فارسي
چسب هاي اپوكسي , نانوذرات اكسيد زيركونيوم , چقرمه كننده متيل متاكريلات بوتاديان استايرن , خواص مكانيكي , پايداري حرارتي , رزين اپوكسي
چكيده فارسي
در سال¬هاي اخير، صنعت چسب تغييرات قابل توجهي داشته به گونه¬اي كه جايگزين مناسبي براي اتصالات مكانيكي شده¬اند. چسب¬ها از نظر فيزيكي به¬صورت خميري، فيلمي و پودري مي¬باشند كه در ميان آن¬ها، چسب¬هاي ساختاري اپوكسي از پركاربردترين چسب¬هاي موجود در صنعت ميباشند. با هدف ارتقا خواص مكانيكي و حرارتي چسب¬هاي¬ پايه اپوكسي به بررسي اثر نانوذرات اكسيد¬زيركونيوم (Zr) و نانوذرات اكسيد¬زيركونيوم اصلاح شده توسط APTES (Zr-M) در تركيب درصدهاي phr 1،3،5 به عنوان بهبود دهنده خواص مكانيكي و ذرات هسته-پوسته متيل¬متاكريلات بوتاديان¬استايرن (MBS) در تركيب درصدهاي phr 1،3،5به عنوان عامل چقرمه¬كننده پرداخته شده¬است. در اين پژوهش، پس از اصلاح سطحي نانوذرات ZrO2 توسط APTES، نانوذرات و ذرات هسته-پوسته به صورت مجزا و تركيبي به رزين اپوكسي اضافه شدند كه از بين تركيب درصدهاي مختلف ذرات افزوده شده به ماتريس اپوكسي، بهترين نتايج مربوط به تركيب درصدهاي phr3 مي¬باشند. در ابتدا از آزمون طيف¬سنجي مادون قرمز (FTIR) براي حصول اطمينان از موفقيت پيوند¬هاي شيميايي تشكيلشده APTES بر روي سطح نانوذره ZrO2 استفاده شد و در ادامه از آزمون¬ كشش (Tensile) جهت بررسي خواص مكانيكي چسبها، از آزمون ميكروسكوپ الكتروني روبشي ميداني (FESEM) براي بررسي ريزساختار سطح شكست و پراكنش ذرات افزودني در ماتريس اپوكسي و از آزمون پايداري حرارتي (TGA) براي بررسي مقاومتحرارتي نمونه¬هاي توليدي استفاده گرديد. در بررسي نتايج حاصل از آزمون¬ها، نشان داده شد كه خواص مكانيكي و چسبندگي، در نمونه تركيبي حاوي phr3 نانوذره ZrO2 اصلاح شده با APTES همراه با چقرمهكننده MBS، به علت هم¬افرايي بسيار عالي، افزايش قابل توجهي در استحكام برشي، استحكام كششي، مدول يانگ و چقرمگي شكست نشان مي-دهد كه به ترتيب نسبت به اپوكسي خالص80%، 146%، 52% و 550% و نسبت به نمونه تركيبي حاوي نانوذره اصلاح نشده به همراه ذرات هسته-پوسته به ترتيب 11%، 14%، 4% و 150% افزايش يافته است و همچنين تصاوير FE-SEM نشان داد كه نانوذرات ZrO2 و ذرات MBS در تركيب درصدهاي بهينه، به طور يكنواخت در ماتريس اپوكسي توزيع شدهاند و چسبندگي خوبي بين نانوذرات، چقرمه¬كننده و ماتريس وجود دارد كه اين امر به توزيع تنش موثر و افزايش مقاومت چسب در برابر ترك كمك ميكند. با توجه به آزمون پايداري حرارتي مشاهده مي¬شود كه با افزودن بهينه مقدار از نانوذرات ZrO2 اصلاح شده و ذرات MBS در ماتريس اپوكسي به علت هم¬افزايي صورت گرفته، دماي شروع تخريب 32 درجه سانتي¬گراد و حداكثر دماي تخريب 5.5 درجه سانتي¬گراد نسبت به نمونه خالص افزايش يافته است. اين يافتهها نشان ميدهد كه نمونه تركيبي حاوي phr3 نانوذرات اصلاح شده توسط APTES و phr3 چقرمه¬كننده MBS ميتواند به عنوان تقويتكنندههاي موثر براي ارتقاي چشمگير خواص مكانيكي و حرارتي چسب اپوكسي عمل كند و كاربردهاي وسيعي در زمينههاي مختلف داشته باشند.
كليدواژه لاتين
Epoxy Adhesive , Epoxy Resin , Methyl Methacrylate-Butadiene Styrene , Zirconium Oxide Nanoparticle , Mechanical Properties , Thermal Stability
عنوان لاتين
Preparation and evaluation of mechanical and thermal properties of epoxy adhesives modified with methyl methacrylate-butadiene styrene (MBS) and zirconium oxide nanoparticle (ZrO2)
گروه آموزشي
مهندسي شيمي
چكيده لاتين
In recent years, the adhesive industry had significant changes that they have become a perfect substitute for mechanical connectors. Adhesives are usualy in the form of paste, film and powder, among which epoxy based adhesives are the most widely used adhesives in the industry. In order to achieve ideal mechanical and thermal properties in epoxy adhesives, to investigate the effect of pure zirconium oxide nanoparticles and zirconium oxide nanoparticles modified by APTES in the combination of phr 1,3,5 percentages as cure of mechanical properties and methyl methacrylate core-shell particles. Butadiene styrene in the combination of 1, 3, 5 phr percentages is used as a hardening agent. In this research, after the surface modification of ZrO2 nanoparticles by APTES, nanoparticles and core-shell particles were added separately and in combination to epoxy resin, and the best results are related to the combination of phr3 percentage. In order to obtain the results, firstly, the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) test was used to ensure the success of the chemical bonds formed by APTES on the ZrO2 nanoparticle surface and to identify the functional groups on the ZrO2 nanoparticle surface, and then the (tensile test) was used To examine the mechanical properties of adhesives, the field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) test is used to check the fracture surface morphology and distribution of ZrO2 nanoparticles and MBS particles in the epoxy matrix, and the thermogravimetric analysis (TGA) is used to analyse the heat resistance of the prepared product. In the examination of the results of the tests, it was shown that the mechanical properties and adhesion, in the composite sample containing 3phr ZrO2 nanoparticles modified with APTES along with MBS binder, due to excellent synergy, a significant increase in shear strength, tensile strength, modulus Youngʹs and toughness shows that it is 80%, 146%, 52% and 550% compared to pure epoxy. And 11%, 14%, 4% and 11%, 14%, 4%, respectively, compared to the composite sample containing unmodified nanoparticles along with core-shell particles has increased by 150%. SEM images showed that ZrO2 nanoparticles and MBS particles are uniformly distributed in the epoxy matrix and there is good adhesion between nanoparticles, matrix and binder, which leads to effective stress distribution and increase adhesive resistance against cracking. The results show that the composite sample containing 3phr nanoparticles modified by APTES and phr3 MBS core-shell particles can act as effective reinforcements to significantly improve the mechanical and thermal properties of epoxy adhesive and also have wide applications in various fields.
تعداد فصل ها
5
فهرست مطالب pdf
119180
نويسنده