شماره ركورد
25479
شماره راهنما
CHE2 944
عنوان
تهيه و بررسي پوششهاي پلي يورتاني آب پايه تابش پز شفاف بر پايهي نشاسته اصلاح شده با گليسيديل متاكريلات و نانو ساختار هيدروكسيد دوگانهي لايهاي ميان لايهاي شده با فيتيك اسيد
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي- شيمي پليمر
دانشكده
شيمي
تاريخ دفاع
1404/07/16
صفحه شمار
90 ص .
استاد راهنما
عباس محمدي
استاد مشاور
دكتر احسان نادري كلالي
كليدواژه فارسي
پلييورتان آبپايه تابشپز فرابنفش , نشاسته اصلاح شده , هيدروكسيد دوگانه لايهاي اصلاح شده , پوشش پليمري
چكيده فارسي
پوششها بهعنوان راهكارهاي مؤثر براي محافظت از سطوح در برابر عوامل محيطي و خوردگي شناخته ميشوند و نقش مهمي در افزايش دوام و عملكرد مواد دارند. پوششهاي پليمري به دليل ويژگيهايي چون سبكي و چسبندگي مناسب، در صنايع مختلف محبوب هستند. با اين حال، پوششهاي متداول بر پايه منابع نفتي به دليل وابستگي به منابع فسيلي و مشكلات زيستمحيطي با چالشهايي مواجهاند. به همين دليل، توسعه پوششهاي زيستپايه از پليمرهاي طبيعي مانند نشاسته و كيتوسان بهعنوان جايگزينهاي پايدار مورد توجه قرار گرفته است.با اين حال، مواد طبيعي داراي ضعفهايي مانند خواص مكانيكي پايين و حساسيت به رطوبت هستند كه نيازمند اصلاح و بهبود ساختاري است. استراتژيهايي مانند شبكهسازي شيميايي، افزودن نانومواد، و استفاده از پلييورتانهاي پايهآب براي افزايش سازگاري و خواص مكانيكي، بهعنوان راهحلهاي مؤثر مطرح شدهاند. پلييورتانها به دليل تركيب منحصر به فرد خواص خود، جايگاه ويژهاي دارند. همچنين، توسعه پلييورتانهاي آب پايه با فناوري تابشپز فرابنفش، افقهاي جديدي در طراحي پوششهاي سبز و دوستدار محيطزيست گشوده است.در اين پژوهش، پوششهاي نانوكامپوزيتي پلييورتاني آبپايه تابشپز با استفاده از ايزوسيانات ايزوفورون، پليتترامتيلناتر گليكول، ديمتيلول پروپانيك اسيد و هيدروكسياتيل متاكريلات سنتز گرديد. بهمنظور ارتقاي همزمان ويژگيهاي مكانيكي و حرارتي، دو جزء تقويتكننده شامل نشاسته اصلاحشده با گليسيديل متاكريلات و نانوساختار هيدروكسيد دوگانه لايهاي ميانلايهايشده با فيتيك اسيد به سامانه افزوده شدند. اصلاح سطحي LDH با فيتيك اسيد نه تنها پراكنش يكنواخت در ماتريس را تسهيل كرد بلكه با ايجاد اثر بازدارندگي شعله و ممانعت از انتقال حرارت، به افزايش پايداري حرارتي كمك نمود. نتايج آزمونهاي مكانيكي نشان داد كه نمونه بهينه داراي استحكام كششي MPa3.46 و كرنش %410 بوده كه بيانگر حفظ همزمان استحكام و انعطافپذيري است. همچنين تحليل TGA افزايش بازده زغالي تا %43.12 و بهبود پايداري حرارتي را نشان داد كه تأييدي بر نقش پيوندهاي بينسطحي و همگني فازي است. بهطور كلي، اين اثر همافزايي ميان پليمر زيستي اصلاحشده و نانوفيلر معدني منجر به توليد پوششي چندعملكردي، پايدار و دوستدار محيطزيست براي كاربردهاي صنعتي پيشرفته مانند خودروسازي، الكترونيك و بستهبندي گرديد.
كليدواژه لاتين
UV-cured water-based polyurethane , modified starch , modified layered double hydroxide , polymer coating
عنوان لاتين
Preparation and evaluation of UV-Curable waterborne polyurethane coatings based on modified starch with glycidyl methacrylate and layered double hydroxide intercalated with phytic acid
گروه آموزشي
شيمي پليمر
چكيده لاتين
Coatings are recognized as one of the most effective solutions for protecting surfaces against environmental factors, corrosion, and wear, significantly contributing to the durability and performance enhancement of materials. Polymer coatings have gained a special position in various industries due to their lightweight, ease of processing, good adhesion to substrates, and the ability to adjust their chemical structure. However, conventional polymer coatings, which are primarily produced from petroleum sources, face serious limitations due to dependence on fossil resources and environmental issues. Therefore, the development of bio-based coatings derived from natural polymers such as starch, chitosan, alginate, vegetable oils, and polyphenols has gained attention as sustainable alternatives. The inherent weaknesses of natural materials, such as low mechanical properties, sensitivity to moisture, and limited thermal stability, necessitate structural modification and improvement. Strategies such as chemical crosslinking to enhance thermal and mechanical resistance, adding nanomaterials to strengthen properties and create stronger interactions, modifying starch to reduce hydrophilicity and improve processability, and using water-based polyurethanes with suitable polarity to increase compatibility between the matrix and fillers are considered effective approaches to address these challenges. Polyurethanes have gained a special place due to their unique combination of mechanical properties, flexibility, chemical resistance, and barrier properties. In this context, the development of water-based polyurethanes as a sustainable and environmentally friendly alternative, along with innovative technologies such as ultraviolet radiation curing, which creates a fast, low-energy, and pollution-free process, has opened new horizons in the design of green coatings. In this research, UV-cured water-based polyurethane nanocomposite coatings were synthesized using isophorone diisocyanate, polytetramethylene ether glycol, dimethylol propanoic acid, and hydroxyethyl methacrylate. To simultaneously enhance mechanical and thermal properties, two reinforcing components, including glycidyl methacrylate-modified starch and phytic acid-intercalated layered double hydroxide nanostructures, were added to the system. The surface modification of LDH with phytic acid not only facilitated uniform dispersion in the matrix but also contributed to increased thermal stability by creating a flame-retardant effect and preventing heat transfer. The results of mechanical tests showed that the optimal sample had a tensile strength of 3.46 MPa and an elongation of 410%, indicating the simultaneous preservation of strength and flexibility. Additionally, TGA analysis showed an increase in char yield up to 43.12% and improved thermal stability, confirming the role of interfacial bonds and phase homogeneity. Overall, this synergistic effect between the modified biopolymer and the mineral nanofiller led to the production of a multifunctional, stable, and environmentally friendly coating for advanced industrial applications such as automotive, electronics, and packaging.
تعداد فصل ها
4
فهرست مطالب pdf
151870
نويسنده