27443

بررسي تاثير نوع عامل فعال سطحي بر روي ساختار ميكروسكوپي و خواص فوم هاي بر پايه فنول-فرمالدهيد

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي-پليمر

1399

1401/08/29

دكتر محمد فصيحي دستجردي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

فوم هاي فنوليك (PF) تركيبي از خواص هستند. اين فوم ها علارغم اينكه براي تعدادي از كاربردهاي مهندسي مانند عايق، روشن كنندگي، جذب انرژي و حفاظت در برابر آتش كاربرد دارد، ولي از خواص مكانيكي كافي بر خوردار نمي باشد. در اين پروژه اثر انواع عوامل فعال سطحي (surfactants) بر روي ساختار و خواص مكانيكي و مقاومت حرارتي اين فوم ها مورد مطالعه قرار گرفت. علاوه بر اين، با كمك تصاوير ميكروسكوپي FESEM گرفته شده از محصول نهايي، به بررسي ساختار سلولي، چگالي سلولي، اندازه سلولي و ضخامت ديواره سلولي پرداخته شد.كه نشان از تاثير ويژه ساختار ميكروسلولي اين فوم ها بر عملكرد آن ها دارد. در اين كار ساختار هاي سلول بسته عمدتا زماني ايجاد شدند كه يكي از عوامل سطحي آن ها از Tween-80 استفاده شد كه جذب آب كمتري را بهمراه داشت. همچنين با كاهش عامل فوم زا باعث افزايش ضخامت ديواره سلولي و اندازه سلولي گرديد كه منجر به تقويت خواص مكانيكي فوم نهايي شد. سبك ترين نمونه زماني ايجاد شد كه از عامل فعال سطحي توئين-80 استفاده شد و چگالي بدست آمده 20.2 كيلوگرم بر متر مكعب بدست آمد. همچنين پيرو آزمون مقاومت فشاري بدست آمده بهترين استحكام زماني بود كه از تركيب عوامل فعال سطحي توئين-80 و سديم لوريل سولفات استفاده شد كه استحكام ويژه 2.716 KPa.m3/Kg بدست آمد. همچنين پيرو آزمون مقاومت در برابر شعله يك ساختار سلولي بهينه بدست آمد. بطوري كه در اندازه سلولي بيشتر و كمتر از 350 ميكرو متر مقاومت در برابر شعله تضعيف شد. در نتايج جذب آب فرمولاسيون هايي كه از عوامل فعال سطحي با HLB بالاتري استفاده شدند و ميزان عامل فوم زاي بيشتري داشتند جذب آب بيشتري را در برابر ساير نمونه ها بدست آوردند.

1401/09/08

Investigation of the effect of the type of surfactant on the microscopic structure and properties of phenol-formaldehyde-based foams

11/20/2023 12:00:00 AM

Phenolic foams (PF) are a combination of properties. Although these foams are used for a number of engineering applications such as insulation, lighting, energy absorption and fire protection, they do not have sufficient mechanical properties. In this project, the effect of surfactants on the structure, mechanical properties and thermal resistance of these foams was studied. In addition, with the help of FESEM microscopic images taken from the final product, the cell structure, cell density, cell size and cell wall thickness were investigated, which shows the special effect of the microcellular structure of these foams on their performance. In this work, closed cell structures were mainly created when Tween-80 was used as one of their surfactants, which resulted in less water absorption. Also, by reducing the foaming agent, it increased the thickness of the cell wall and cell size, which led to the strengthening of the mechanical properties of the final foam. The lightest sample was created when Tween-80 surfactant was used and the resulting density was 20.2 kg/m3. Also, according to the compressive strength test, the best strength was obtained when the combination of surfactants Tween-80 and sodium lauryl sulfate was used, and the specific strength was 2.716 KPa.m3/Kg. Also, following the flame resistance test, an optimal cell structure was obtained. So that in the cell size greater than and less than 350 micrometers, the flame resistance was weakened. In the results of water absorption, the formulations that used surface active agents with higher HLB and had more amount of foaming agent obtained more water absorption compared to other samples.

فنول فرمالدهيد , فوم فنوليك , عامل فعال سطحي , رزول , مورفولوژي , خواص مكانيكي

phenol formaldehyde , phenolic foam , surfactant , resol , Morphology , mechanical properties

mohammad hamid shadnia

mohammad fasihi dastjerdi