• شماره ركورد
    27919
  • پديد آورنده

    كاظم باقي تبار

  • عنوان
    اصلاح سيلاني سطح نانو ذره مونت موريلونيت و ارزيابي تاثير آن بر آميزه لاستيكي NR/SBR
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي شيمي-گرايش پليمر
  • سال تحصيل
    1399-1401
  • تاريخ دفاع
    1401/11/10
  • استاد راهنما
    دكتر مسعود جمشيدي
  • دانشكده
    مهندسي شيمي
  • چكيده
    امروزه كاربرد خاك¬رس¬هاي معدني به خصوص نانوذره مونت¬موريلونيت (MMT) در پليمرهاي لاستيكي بدليل خواص منحصر به فرد ايجاد شده، اهميت ويژه¬اي پيدا كرده¬است. تحقيقات زيادي نشان داده¬اند كه افزودن MMT به ماتريس هاي لاستيكي سبب بهبود خواص فيزيكي-مكانيكي مي¬شود. به منظور حصول عملكرد مناسب يك نانوذره، بايد از حداكثر ظرفيت سطح¬ويژه آن در ماتريس پليمري استفاده كرد. بر اين اساس، براي نانوذرات لايه¬اي بايد نانوصفحات به هم چسبيده از هم جدا شوند. در اين پروژه لايه¬لايه¬كردن نانوذره MMT با استفاده از پخش MMT در آب ديونيزه (به عنوان عامل لايه اي كننده) و استفاده از امواج فراصوت انجام شد و موفقيت آن توسط آناليزهاي XRD , FTIR و FE-SEM بررسي شد. با اين حال، MMT تمايل زيادي به كلوخه شدن داشته و اين موضوع موجب عدم دستيابي به پخش يكنواخت در ماتريس لاستيك مي¬شود كه براي رفع اين مشكل، استفاده از عامل سيلاني مورد توجه قرار گرفت. اما با توجه به عامليت پائين، MMT لايه¬برداري¬شده براي افزايش نرخ پيوند¬زني سيلان عامل¬دار (OH) شد. در اين تحقيق، روش شست و شو با سديم هيدروكسيد براي عامل¬داركردن و سپس اصلاح سطح MMT با جفت¬كننده سيلاني (وينيل¬تري-متوكسي¬سيلان (VTMS))، بررسي شد. همچنين اثر غلظت سيلان بر ميزان پيوندزني ارزيابي شد. نهايتاً عملكرد نانوكامپوزيت هاي لاستيك¬طبيعي/لاستيك استايرن¬بوتادين(NR/SBR) در نسبت وزني 30 به 70 حاوي MMT خالص، MMT لايه¬برداري¬شده و MMT سيلاني¬شده، با نمونه خالص مقايسه شد. نانوكامپوزيت-هاي NR/SBR-MMT تهيه شده بوسيله¬ي آزمون¬هاي كششي، آزمون¬رئولوژي و آناليزهاي DMTA ،RPA و FE-SEM مورد مطالعه قرارگرفتند. نتايج نشان دادند كه گروه¬هاي سيلاني با موفقيت روي سطح MMT نشسته¬اند. زمان بهينه¬ي پخت هم براي كامپوزيت حاوي نانوذره لايه¬لايه¬شده و سيلاني¬شده نسبت به NR/SBR خالص، به ترتيب 32 ثانيه و 56 ثانيه كاهش يافت. مدول100% و 300% براي نمونه¬ي حاوي نانوذره لايه¬¬لايه¬شده نسبت به NR/SBR خالص، به ترتيب 7 درصد و 3 درصد و براي نمونه¬ي حاوي نانوذره اصلاح شده با سيلان، به ترتيب 103 درصد و 20 درصد، افزايش ¬يافتند. ازديادطول در نقطه¬ي¬شكست براي نمونه¬ي حاوي نانوذره لايه¬لايه¬شده و سيلاني¬شده، نسبت به NR/SBR خالص، به ترتيب 12 درصد افزايش و 7 درصد كاهش يافت. همچنين مدول¬ذخيره نانوكامپوزيت حاويMMT سيلاني¬شده نسبت به NR/SBR خالص 54 درصد افزايش يافت و دماي انتقال شيشه نيز براي نانوكامپوزيت حاوي MMT سيلاني¬شده نسبت به NR/SBR خالص 7 درجه افزايش يافت.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1401/12/08
  • عنوان به انگليسي
    Silane modification of montmorillonite nanoparticle surface and eva‎luation of its effect on NR/SBR rubber compound
  • تاريخ بهره برداري
    1/30/2024 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    كاظم باقي تبار

  • چكيده به لاتين
    Today, mineral clays, especially montmorillonite nanoparticles (MMT), have gained special importance due to their unique properties. Many studies have shown that the addition of MMT to rubber matrices, as a polymer, is very widely used and increases physical-mechanical properties. In order for a nanoparticle to perform properly, it is necessary to use its maximum specific surface capacity which is created in nano the materials nano dimention. For this purpose, if a nanoparticle is layered, these layers must be separated. In this project, exfoliation of MMT nanoparticles was done by dissolving of MMT in the water solvent and using ultrasound waves and its success was confirmed by XRD, FTIR, and FE-SEM analyzes. However, MMT has a tendency to create cluster and this causes not to achieve uniform distribution in the matrix. In this research, surface modification of MMT was achieved by two methods: washing with sodium hydroxide and with the help of silane coupling agent (trimethoxyvinylsilane). Also, the effect of the concentration of silane agents in the aqueous solution during the surface modification reaction was eva‎luated. Finally, the performance of natural rubber/styrene butadiene rubber (NR/SBR) nanocomposites without nanoparticles, containing raw MMT, exfoliated MMT and modified silanized MMT was compared. NR/SBR-MMT nanocomposites were investigated by tensile tests, rheology tests and DMTA, RPA and FE-SEM analyses. The results showed that the silane groups were successfully attached to the MMT surface. The optimal curing time for the composite containing exfoliated and silanized nanoparticles decreased by 32 seconds and 56 seconds, respectively, compared to pure NR/SBR. The 100% modulus and 300% modulus for the sample containing exfoliated nanoparticle has increased by 7% and 3%, respectively, and for the sample containing nanoparticle modified with silane, has increased by 103% and 20%, respectively, compared to pure NR/SBR. Elongation at break increased by 12% and decreased by 7% for the sample containing exfoliated and silanized nanoparticles compared to pure NR/SBR. Also, the storage modulus of the nanocomposite containing silanized MMT increased by 54% compared to pure NR/SBR, and the glass transition temperature also increased by 7 degrees for the nanocomposite containing silanized MMT.
  • كليدواژه هاي فارسي
    نانو مونت¬موريلونيت , لايه¬لايه¬كردن , عامل¬داركردن , اصلاح سطح نانوذرات , سيلان وينيلي
  • كليدواژه هاي لاتين
    nano montmorillonite , exfoliation , functionalization , surface modification of nanoparticles , vinyl silane
  • Author
    Kazem Baghitabar
  • SuperVisor
    Dr. M. Jamshidi