شماره ركورد
25269
شماره راهنما
CHE2 937
عنوان
چسب حساس به فشار شفاف تابش پز بر پايه نانو كامپوزيت پلياكريلات – پلييورتان نانوذرات LDH ميان لايه اي با فيتيك اسيد
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي- شيمي پليمر
دانشكده
شيمي
تاريخ دفاع
1404/06/30
صفحه شمار
154 ص .
استاد راهنما
عباس محمدي
استاد مشاور
دكتر احسان نادري كلالي
كليدواژه فارسي
چسب حساس به فشار شفاف , پلي اكريلات , امولسيون , پلييورتان آبپايه تابشپز فرابنفش , هيدروكسيد لايه اي دوگانه -فيتيك اسيد
چكيده فارسي
چسبهاي حساس به فشار (PSAs) به دليل ايجاد پيوند فوري بدون نياز به حرارت يا حلال، سهولت كاربرد، انعطافپذيري بالا و قابليت اتصال به زيرلايههاي متنوع، در صنايع پيشرفته از جمله الكترونيك، اپتوالكترونيك، تجهيزات نوري و بستهبندي جايگاه ويژهاي يافتهاند. در اين ميان، چسبهاي پليآكريلاتي بهواسطه شفافيت نوري بالا، مقاومت مطلوب در برابر اشعه فرابنفش و ويژگيهاي رئولوژيكي مناسب، كاربرد گستردهاي دارند. با اين حال، محدوديتهايي نظير افت عملكرد در دماهاي بالا، استحكام داخلي پايين و حساسيت به رطوبت، كارايي آنها را در شرايط عملياتي دشوار كاهش ميدهد. در اين پژوهش، بهمنظور رفع اين چالشها، سامانهاي هيبريدي (ECS/WPU) بر پايه كوپليمر پليآكريلات سنتزشده به روش پليمريزاسيون امولسيوني نيمهپيوسته با ساختار هسته–پوسته و پلييورتان پايهآب تابشپز فرابنفش طراحي و توسعه داده شد. بخش اكريلاتي، شفافيت نوري، مقاومت در برابر اشعه UV و پايداري جوي را تأمين مينمايد، در حاليكه بخش پلييورتاني با ساختارهاي سخت–نرم متناوب و حضور پيوندهاي هيدروژني، موجب بهبود چقرمگي، انعطافپذيري و استحكام داخلي ميگردد. بهمنظور ارتقاء خواص حرارتي، مكانيكي و رئولوژيكي، نانوذرات هيدروكسيد لايهاي دوگانه (LDH) اصلاحشده با فيتيك اسيد به سامانه افزوده شد. اصلاح سطحي LDH منجر به پراكندگي يكنواخت ذرات، بهبود سازگاري بينفازي، جلوگيري از تجمع و افزايش برهمكنشهاي هيدروژني و الكترواستاتيكي با ماتريس پليمري گرديد. حضور گروههاي فسفردار فيتيك اسيد نيز با ايجاد ساختارهاي مقاوم حرارتي و تشكيل لايه محافظ كربني در دماهاي بالا، پايداري حرارتي را بهطور چشمگيري افزايش داد. فرايند اصلاح نانوذرات با آزمونهاي FTIR، XRD و TGA تأييد شد و پايداري پراكنههاي ECS/WPU و نمونههاي ECS/WPU حاوي 1،3و5 درصد نانوذره هيدروكسيد لايه اي دوگانه اصلاح شده با فيتيك اسيد طي يك ماه بدون بروز لخته يا كلوخگي مورد تأييد قرار گرفت. نمونههاي نانوكامپوزيتي تهيهشده با تابش فرابنفش پخت گرديده و خواص آنها با آزمونهاي شفافيت نوري (UV–Vis)، چسبندگي، استحكام برشي و تحليل TGA ارزيابي شد. نتايج نشان داد افزودن 3 درصد وزني نانوذره LDH اصلاحشده، بيشترين بهبود همزمان در شفافيت نوري (٪99٫9)، چسبندگي اوليه (N/25mm19)، چسبندگي جداشدگيN/25mm) 47( و استحكام برشي (MPa57.6) را ايجاد نمود. همچنين آزمون TGA بازده ذغالي نمونه بهينه را در دماي C600° معادل ٪36٫20 نشان داد كه حاكي از بهبود قابل توجه پايداري حرارتي است. دستاوردهاي اين پژوهش نشان ميدهد فرمولاسيون بهينه ارائهشده، الزامات كليدي PSAهاي پيشرفته مورد استفاده در صنايع الكترونيك و اپتوالكترونيك را شامل پايداري حرارتي، چسبندگي بالا در شرايط مرطوب، يكنواختي فازي، شفافيت نوري، انعطافپذيري در برابر خمش مكرر و سازگاري زيستمحيطي برآورده ميسازد. اين سامانه هيبريدي ميتواند بهعنوان نسل جديد چسبهاي حساس به فشار در كاربردهايي چون روكش نمايشگرهاي انعطافپذير،روكش هاي اپتيكي و تجهيزات فوتوالكتريكي به كار گرفته شود.
كليدواژه لاتين
Transparent pressure-sensitive adhesive (PSA) , Polyacrylate , Core–shell emulsion polymerization , UV-curable waterborne polyurethane (WPU) , layered double hydroxide (LDH) , Phitic Acid
عنوان لاتين
Transparent UV-Curable Pressure-Sensetive Adhesives from Polyacrylate-Polyurethane/Phytic Acid-Intercalated LDH Nanocomposite
گروه آموزشي
شيمي پليمر
چكيده لاتين
Pressure-sensitive adhesives (PSAs) have gained a prominent position in advanced industries such as electronics, optoelectronics, optical devices, and packaging due to their ability to provide instant bonding without the need for heat or solvents, ease of application, high flexibility, and capability to adhere to various substrates. Among them, polyacrylate-based adhesives are widely applied owing to their excellent optical transparency, good resistance to ultraviolet (UV) radiation, and favorable rheological properties. However, limitations such as performance deterioration at elevated temperatures, low cohesive strength, and moisture sensitivity reduce their efficiency under demanding operating conditions.In this study, a hybrid system (ECS/WPU) was designed and developed to address these challenges, based on a polyacrylate copolymer synthesized via semi-continuous emulsion polymerization with a core–shell structure and a UV-curable waterborne polyurethane. The acrylate component provides optical transparency, UV resistance, and weather stability, while the polyurethane phase, with alternating hard–soft segments and hydrogen bonding interactions, enhances toughness, flexibility, and internal strength.To further improve the thermal, mechanical, and rheological properties, layered double hydroxide (LDH) nanoparticles modified with phytic acid were incorporated into the system. Surface modification of LDH led to uniform particle dispersion, improved interfacial compatibility, prevention of aggregation, and enhanced hydrogen bonding and electrostatic interactions with the polymer matrix. Moreover, the phosphorus-rich groups of phytic acid contributed to thermal resistance by promoting char formation and the development of protective carbonaceous layers at elevated temperatures. The modification of nanoparticles was confirmed using FTIR, XRD, and TGA analyses. The stability of ECS/WPU dispersions and ECS/WPU formulations containing 1, 3, and 5 wt% phytic acid-modified LDH was verified over one month without signs of coagulation or sedimentation.The prepared nanocomposite samples were UV-cured and evaluated by UV–Vis optical transparency, tack, peel adhesion, shear strength, and TGA analyses. Results showed that the addition of 3 wt% modified LDH provided the most significant simultaneous improvements, including optical transparency (99.9%), tack strength (19 N/25 mm), peel adhesion (47 N/25 mm), and shear strength (57.6 MPa). Furthermore, TGA results indicated a char yield of 36.20% at 600 °C, demonstrating remarkable thermal stability.Overall, the optimized formulation fulfills the essential requirements of advanced PSAs for use in electronics and optoelectronics, including thermal stability, high adhesion under humid conditions, phase uniformity, optical transparency, repeated bending flexibility, and environmental compatibility. This hybrid system can serve as a new generation of PSAs for applications such as flexible display coatings, optical films, and photoelectronic devices.
تعداد فصل ها
4
فهرست مطالب pdf
149375
نويسنده