25164

چسب امولسيوني شبكه¬اي شده بر پايه كوپليمرهاي آكريلاتي حاوي نانو ذره سلولز اصلاح شده

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي گرايش مهندسي پليمر

1397

25/1/1400

محمدرضا مقبلي

مهندسي شيمي نفت و گاز

در اين پژوهش، چسب¬هاي پايه آبي با قابليت شبكه¬اي شدن بر پايه كوپليمرهاي آكريلاتي به همراه نانو بلور¬هاي سلولزي اصلاح شده با مقادير مختلف عامل سيلاني متا آكريلوكسي پروپيل تري متو كسي سيلان به روش پليمريزاسيون امولسيوني درجا تهيه و مورد بررسي قرار گرفتند. چسب¬هاي كوپليمري آكريلاتي شامل wt% 65 بوتيل آكريلات (nBA) و wt% 35 متيل متا آكريلات MMA)) تهيه شدند و بعد از شناسايي و بررسي خواص آن، مقادير مختلفي از كومونومر 2- هيدروكسي اتيل متا آكريلات (HEMA) ، 1، 3، 5، و 7 wt%، به منظور شبكه¬اي شدن تحت حرارت به فرمولاسيون چسب اضافه شد. سپس تاثير ميزان HEMA بر كسر ژل، پايداري حرارتي (آناليز TGA) و دماي انتقال شيشه،) توسط آناليز(DSC و مقاومت برشي، مقاومت پوستگي آنها بررسي شد. نتايج آزمون‌ها نشان داد، با افزايش كومونومرHEMA تا 7 wt%، كسر ژل ، مقاومت برشي، پايداري حرارتي، و دماي انتقال شيشه (Tg) افزايش يافت اما در مقابل مقاومت پوستگي كاهش يافت. در آخر نمونه چسبي، كوپليمر آكريلاتي حاوي wt%5 HEMA به عنوان نمونه مناسب با بهترين عملكرد چسبي انتخاب شد. در مرحله بعدي پژوهش، به منظور افزايش و تاثير نانو ذرات بر عملكرد چسب، نانو بلورهاي سلولزي با ماهيت آب¬دوست با غلظت¬هاي مختلفي از عامل سيلاني (5، 20، 40 ميلي مول) متا آكريلوكسي پروپيل تري متو كسي سيلان( ɣ-MPS) اصلاح سطح شدند. سپس نانوذرات اصلاح شده توسط آناليزTGA ،FTIR ، XRD و FESEM مورد بررسي و شناسايي قرار گرفتند. بر اساس نتايج بدست آمده، fCNC با 40 ميلي مول اصلاح كننده (fCNC40)، بهترين نتايج را در نمونه¬هاي چسبي به وجود آورد. درنهايت نانوبلورهاي سلولزي اصلاح شده (FCNC5- FCNC20- FCNC40) با درصدهاي وزني مختلف ( 5/ ، 1 ،5/1) ، به فرمولاسيون چسب اضافه شد. و با افزايشFCNC ها، دماي تخريب تا C° 441 افزايش و كسر ژل، مقاومت برشي و مقاومت پوستگي افزايش يافت. پس از بررسي عملكرد نهايي چسب-ها، نمونه چسبي با wt% 5 هيدروكسي اتيل متا آكريلات، و 1% (FCNC40) بهترين عملكرد مقاومت برشي و مقاومت پوستگي را از خود نشان داد.

1400/06/06

Aqueous base adhesive, crosslinked adhesives, surface modification, nanocellulose, emulsion polymerization, surface modification of cellulose nanocrystals with silane

4/14/2022 12:00:00 AM

In this study, water-based adhesives with the ability to cross-link on the basis of acrylic copolymers with modified cellulose nanocrystals with different amounts of silane metaacryloxy propyltriethoxylan silane agent were prepared and investigated by in situ emulsion polymerization method. Acrylate copolymer adhesives including 65 wt% butyl acrylate (nBA) and 35 wt% methyl methacrylate (MMA) were prepared. , 3, 5, and 7 wt% were added to the adhesive formulation for crosslinking under heat. Then, the effect of HEMA on gel content , thermal stability (TGA analysis) and glass transition temperature (Tg) was investigated by analysis (DSC) and shear strength, ,peel strength. The test results showed that with increasing HEMA comonomer up to 7 wt%, gel content, shear strength, thermal stability, and glass transition temperature (Tg) increased but decreased peel strength. Finally, the acrylic copolymer containing 5% HEMA wt was selected as the suitable sample with the best adhesive performance.In the next stage of the research, in order to increase and influence the nanoparticles on the adhesive performance, hydrophilic cellulose nanocrystals with different concentrations of silane agent (5, 20, 40 mmol) metaacryloxy propyl methoxy silane (ɣ -MPS) were modified. Finally, modified cellulose nanocrystals (FCNC5- FCNC20- FCNC40) with different weight percentages (1.5, 1.5, 1.5) were added to the adhesive formulation. And with the increase of FCNCs, the degradation temperature increased to 441 ° C and the gel fraction, shear strength and peel strenght increased. After evaluating the final performance of the adhesives, the adhesive sample with 5 wt% HEMA, and 1% (FCNC40) showed the best shear strength and peel strength.

چسب پايه آبي، چسب¬هاي شبكه¬اي شده ، اصلاح سطح، نانو سلولز، پليمريزاسيون امولسيوني، اصلاح سطح نانو كريستال¬هاي سلولزي با سيلان

Aqueous base adhesive, crosslinked adhesives, surface modification, nanocellulose, emulsion polymerization, surface modification of cellulose nanocrystals with silane