17921

17921

ساخت كامپوزيت بر پايه پليمر طبيعي كراتين (پر مرغ) و بررسي عملكرد عايق حرارتي آن

كارشناسي ارشد

مهنندسي پليمر

اسفند 1395

دكتر محمد رضا مقبلي

شيمي

در اين پروژه، پليمري شدن پيوندي منومرهاي متيل متاكريلات (MMA)، بوتيل اكريلات(BA) و 2-هيدروكسي اتيل متاكريلات (HEMA) بر الياف پر مرغ با استفاده از سامانه اكسايش – كاهش پتاسيم پرسولفات (K2S2O8)/سديم بي¬سولفيت (NaHSO3) انجام شده است، در ابتدا پيوندزني دو منومر MMA و BA بررسي شد و بهترين نسبت انتخاب گرديد، سپس الياف با هر سه منومر MMA، BA و HEMA با نسبت ثابت MMA/BA و مقادير مختلف HEMA پيوندزني شدند. وقوع پيوندزني با استفاده از طيف-سنجي مادون¬قرمز تبديل فوريه (FTIR) تاييد شد. در نتايج آزمون گرماسنج روبشي تفاضلي (DSC) مشاهده گرديد كه نمودار مربوط به الياف اصلاح شده داراي يك منحني ذوب در حدود دماي ˚C 140 مي¬باشد در حالي كه در نمودار الياف اصلاح نشده منحني ذوبي ديده نمي¬شود و در بررسي نتايج گرماوزن¬سنجي (TGA)، مشاهده گرديد كه الياف اصلاح شده در دماي ˚C 220 شروع به تخريب مي-كنند، در حالي كه اين فرايند براي الياف اصلاح نشده از ˚C 208 شروع مي¬شود ولي نمودار تخريب حرارتي نمونه¬هاي اصلاح شده و الياف خام مشابه هم مي¬باشند. فيلم¬هاي از الياف پيوندزده شده بدون گليسرول و با گليسرول بروش قالبگيري تحت فشار تهيه شدند كه فيلم¬هاي حاوي گليسرول شفاف و همگن بودند در حالي كه فيلم¬هاي بدون گليسرول داراي شكاف¬هايي در سطح خود مي¬باشند. در بهترين حالت مقادير، 65/1 گيگا پاسكال مربوط به مدول يانگ، 118 مگا پاسكال مربوط به استحكام كششي، 8/0 درصد افزايش طول در هنگام پارگي، بدست آمدند كه نسبت به نمونه¬هاي بدون 2-هيدروكسي اتيل متاكريلات مدول و استحكام كششي تقريبا به ترتيب700 و 500 درصد افزايش را از خود نشان مي¬دهند، اما ازدياد طول در هنگام پارگي حدود 75 درصد كاهش پيدا كرده است. ضريب هدايت حرارتي W/(m.K)039/0 براي فيلم¬هاي الياف اصلاح شده اندازه¬گيري شد كه در مقايسه با الياف خام 15درصد افزايش را نشان مي¬دهد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي پيوندزني منومرها را بر روي سطح الياف پر و همچنين بر روي گره¬هاي موجود در الياف را نشان مي¬دهد، همچنين در فيلم¬هاي حاوي گليسرول الياف به خوبي پخش شده¬اند و سطح فيلم¬ها يكدست و بدون هيچگونه شكافي بود درحالي كه در فيلم¬هاي بدون گليسرول الياف تخريب شده و در سطح آنها شكاف¬هايي ديده مي¬شود.

1396/07/17

1/1/1900 12:00:00 AM

In this project graft polymerization of methyl methacrylate (MMA), butyl acrylate (BA) and 2-hydroxyethyl methacrylatete (HEMA) monomers on chicken feather fibers using redox system potassium persulfate (K2S2O8) / sodium bi sulfit ( NaHSO3) is done, at first the best ratio of two monomers MMA and BA were selected, then MMA, BA and HEMA monomers were grafted on the fibers with fixed ratio of MMA / BA and various amounts of HEMA. The occurrence of grafting using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was approved. The results of Differential scanning calorimetry (DSC) showed that the curve of the modified fibers has a temperature of about 140 °C which is the melting curve while the curve related to unmodified fibers showed no melting curve and in results of Thermogravimetric analysis (TGA), it was observed that the modified fibers at a temperature of 220 °C started destroying, while this process for unmodified fibers started from 208°C but heat destruction curve of modified samples and unmodified fibers showed the same behavior. Modified fibers used for preparing films by means of compression molding without glycrol and with various amount of glycrol, the films which preapared with glycrol were transparent and homogeneous while the films without glycrol have cracks on their surface. In best situation Young's modulus, tensile strength and elongation at breack have amounts of 19.04 GPa, 118 MPa and 0.8% respectively compared with results of sampels without 2-hydroxyethyl methacrylate Young's modulus, tensile strength increased about 100% and 500 % respectively while elongation at breack decreased about 75%. The amount of thermal conductivity 0.039 W / (m.K) for the films obtained from the modified fibers were measured, which is decreased 15% in compare with unmodified feather.Scanning electron microscope (SEM) pictures confirmed grafting of monomers on fiber's surface and fiber's nodes, also in films which is containing glycrol fibers were dispersed hemogenously while the films without glycrol fibers were destroyed and they have cracks on their surface.