• شماره ركورد
    24913
  • شماره راهنما
    CHE.ENG2 343
  • عنوان

    بررسي خواص مكانيكي ، حرارتي و چسبندگي چسب هاي فيلمي پايه اپوكسي حاوي نانوذرات مكسن اصلاح شده

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي پليمر- فراورش
  • دانشكده
    فني و مهندسي
  • تاريخ دفاع
    1403/11/02
  • صفحه شمار
    119 ص.
  • استاد راهنما
    اميد معيني جزني
  • استاد مشاور
    حسين رياضي
  • كليدواژه فارسي
    نانوذرات مكسن , خواص مكانيكي , پايداري حرارتي , چسب فيلمي اپوكسي , استحكام برشي همپوشان
  • چكيده فارسي
    در اين تحقيق بعد از سنتز نانوذرات مكسن چندلايه به روش بالا به پايين از پيش ماده‌ي مكسن با فرمول كلي 〖 M〗_(n+1) AX_n است كه M يك فلز واسطه مثل Ti و A از گروه 13 يا 14 جدول تناوبي است و X هم كربن يا نيتروژن است. پس از اصلاح سطحي اين نانوذره با آمينو پروپيل تري اتوكسي سيلان (APTES) به مطالعه‌ي تأثير اين نانوذره و اثر اصلاح سطحي آن بر خواص چسبندگي و مكانيكي و پايداري حرارتي چسب‌هاي فيلمي پايه اپوكسي پرداخته شد. براي بررسي ساختار مكسن چند لايه و اطمينان از درستي مراحل ساخت، از آزمون‌هاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و پراش اشعه ايكس (XRD)و آزمون ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) بهره گرفته شد. همچنين از آزمون طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) و آزمون گرما وزن سنجي (TGA) براي بررسي گروه‌هاي عاملي موجود بر سطح نانوذرات مكسن و نانوذرات مكسن اصلاح شده استفاده شده است. به منظور بررسي پايداري حرارتي چسب‌هاي نانوكامپوزيتي تهيه شده با اين نانوذرات، از آزمون گرما وزن سنجي (TGA) و آزمون فداشوندگي بهره گرفته شد. براي بررسي خواص مكانيكي از آزمون كشش، براي بررسي چسبندگي در اتصالات تك لبه‌ي آلومينيومي از آزمون استحكام برشي همپوشان و آزمون استحكام پوستگي و از آزمون سايش براي مقاومت نانوكامپوزيت در برابر سايش و از آزمون تورم آب براي بررسي خوردگي نانوكامپوزيت و از ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني(FESEM) و آزمون ميكروسكوپ الكتروني عبوري(TEM) جهت بررسي ريزساختار و پراكنش نانوذرات مكسن در زمينه‌ي چسب اپوكسي بهره گرفته مي‌شود. براساس نتايج بدست آمده، در تركيب درصد 5/0 درصد وزني استحكام چسبندگي همپوشان و استحكام پوستگي چسب‌هاي فيلمي پايه اپوكسي به بيشينه مقدار خود رسيده‌اند كه در مقايسه با نمونه خالص 2/119 و0/129 درصد رشد داشته است. همچنين نمونه نانوذرات مكسن اصلاح شده با APTES در تركيب درصد 5/0 درصد وزني كه به عنوان تركيب درصد بهينه انتخاب شد، در استحكام برشي همپوشان و استحكام پوستگي نسبت به نمونه اصلاح نشده 54/6 و 33 درصد افزايش يافته است كه نشان اصلاح سطحي موفق داشته است. در آزمون كشش نمونه حاوي 5/0 درصد وزني مكسن به بيشينه مقدار خود رسيد و در استحكام كششي و مدول و چقرمگي نسبت به نمونه خالص 88/58 درصد و 36 درصد و 152 درصد رشد داشته است. و نمونه حاوي 5/0 درصد وزني نانوذره اصلاح شده با APTES نسبت به نمونه خالص در استحكام كششي و مدول و چقرمگي، 73 درصد و 43 درصد و 178 درصد رشد داشته است. در آزمون گرما وزن‌ سنجي نمونه حاوي 5/0درصد وزني نانوذرات مكسن دماي شروع تخريب و زغال باقي مانده به ترتيب 71 درصد و 105 درصد از نمونه خالص بيشتر شده است و براي نانوذرات اصلاح شده اين افزايش نسبت به نمونه خالص به ترتيب 74 و 113 درصد و همچنين نسبت به نمونه 5/0 درصد وزني نانوذره اصلاح نشده دماي شروع تخريب و زغال باقي مانده به ترتيب 5/1 درصد 3 درصد افزايش يافته است.
  • كليدواژه لاتين
    Epoxy film adhesives , MXene nanoparticles , Mechanical properties , Lapshear strength , Thermal stability
  • عنوان لاتين
    Investigation of Mechanical, Thermal an‎d Adhesion Properties of Epoxy-Based Film Adhesives Containing Modified Mxene nanoparticles
  • گروه آموزشي
    مهندسي شيمي
  • چكيده لاتين
    In this study, multilayered MXene nanoparticles were synthesized using a top-down approach from a MAX phase precurso‎r with the general fo‎rmula 〖 M〗_(n+1) AX_n , where M is a transition metal such as Ti, A is an element from groups 13 o‎r 14 of the periodic table, an‎d X is either carbon o‎r nitrogen. After surface modification of these nanoparticles with aminopropyltriethoxysilane (APTES), the effects of both pristine an‎d surface-modified MXene on the adhesive, mechanical, an‎d thermal stability properties of epoxy-based structural film adhesives were investigated. To confirm the successful synthesis an‎d structure of the multilayered MXene, Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD), an‎d Transmission Electron Microscopy (TEM) analyses were perfo‎rmed. Additionally, Fourier Transfo‎rm Infrared Spectroscopy (FTIR) an‎d Thermogravimetric Analysis (TGA) were used to identify functional groups on the surface of the pristine an‎d modified nanoparticles. The thermal stability of the resulting nanocomposite adhesives was eva‎luated through TGA an‎d char yield measurements. Mechanical properties were assessed via tensile testing, while adhesive perfo‎rmance was eva‎luated using single-lap shear strength tests on aluminum joints an‎d peel strength tests. Abrasion resistance was determined through wear testing, an‎d water uptake experiments were conducted to assess co‎rrosion resistance. Furthermo‎re, the microstructure an‎d nanoparticle dispersion in the epoxy matrix were analyzed using Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) an‎d TEM. The results indicated that at a loading of 0.5 wt% of MXene, the lap shear strength an‎d peel strength of the epoxy film adhesives reached their maximum values, showing respective increases of 119.2% an‎d 129.0% compared to the neat adhesive. The 0.5 wt% APTES-modified MXene sample, considered the optimal fo‎rmulation, showed further improvements of 54.6% in lap shear strength an‎d 33% in peel strength compared to the unmodified MXene sample, indicating effective surface functionalization. In tensile testing, the 0.5 wt% MXene-containing sample showed the highest perfo‎rmance, with improvements of 58.88% in tensile strength, 36% in modulus, an‎d 152% in toughness compared to the neat epoxy. The sample containing 0.5 wt% APTES-modified MXene showed even greater enhancements of 73%, 43%, an‎d 178% in these respective properties. In TGA analysis, the sample with 0.5 wt% pristine MXene exhibited a 71% increase in degradation onset temperature an‎d a 105% increase in residual char content compared to the neat sample. Fo‎r the APTES-modified MXene, these values further increased by 74% an‎d 113%, respectively. Compared to the unmodified MXene sample, the modified version showed additional increases of 1.5% in degradation onset temperature an‎d 3% in char yield.
  • تعداد فصل ها
    5
  • فهرست مطالب pdf
    141730
  • نويسنده

    باقري، علي رضا