17082

17082

ارزيابي پديده تورم و آثار درازمدت آن بر دوام نانوكامپوزيت پلي استر غيراشباع

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

بهمن ماه 1394

دكتر مسعود جمشيدي

مهندسي شيمي

چكيده بررسي تأثير يك حلال (آب يا ديگر محلول¬هاي شيميايي اسيدي، قليايي، نمكي، آلي و غيرآلي) و ارزيابي رفتار پليمر در تماس با آن در صنعت از اهميت زيادي برخوردار است. در نتيجه¬ي قرار گرفتن درازمدت پليمرها در محلول¬ها، بايندر پليمري پير شده و قابليت كاربرد و دوام آن تحت تأثير قرار مي-گيرد. به علت گسترده بودن زمينه مصرف رزين¬هاي پلي¬استر غيراشباع و كاربرد آن¬ها در ساخت كامپوزيت¬هاي بتن¬ پليمري، بررسي دوام و عملكرد مكانيكي اين پليمرهاي ترموست در محيط¬هاي شيميايي اهميت پيدا مي¬كند. در اين تحقيق، دوام رزين¬هاي پلي¬استر غيراشباع از ديدگاه تورمي در آب، گازوئيل، اسيدسولفوريك يك نرمال و محلول قليايي ساخته شده از آب، كربنات سديم و بي-كربنات سديم ارزيابي مي¬شود. به دليل اهميت تقويت¬كننده¬هاي ميكروسايز و نانوذرات روي ماتريس-هاي پليمري، كامپوزيت¬ها و نانوكاموزيت¬هاي پلي¬استر نيز تهيه گرديده و دوام و عملكرد آن¬ها نيز با نمونه¬هاي رزين خالص مقايسه مي¬شود. تغييرات وزني و حجمي نمونه¬ها در اين مايعات و همچنين تغييرات خواص مكانيكي (كششي و خمشي) در اثر غوطه¬وري سه روزه، يك ماهه، سه ماهه و شش ماهه در محلول¬ها مورد بررسي قرار مي¬گيرد. همچنين به منظور مقايسه نمونه¬هاي رزيني با نمونه¬هاي بتن پليمري تهيه شده از رزين، تغييرات وزن، حجم و مقاومت فشاري بتن¬هاي پليمري تهيه شده از رزين پلي¬استر غيراشباع مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه تورم نمونه¬هاي رزيني در محلول-ها تا زمان يك ماه ادامه داشته و سپس به حالت تعادلي مي¬رسد. به علاوه، در زمان سه ماه بيشترين افت در خواص مكانيكي مشاهده شد. محلول قليايي و آب بيشترين تأثير را روي خواص نمونه¬ها در درازمدت داشتند. استحكام كششي پلي¬استر در آب و قليا به ترتيب 50 % و 4/60 % كاهش يافت. آناليزهاي شيميايي و حرارتي نشان داد كه افزودن نانوذرات سيليس به پلي¬استر، مكانيزم پخت آن را به تأخير مي¬اندازد. نانوكامپوزيت¬ها، عملكرد بسيار ضعيف و دوام كمتري را در مقايسه با ساير نمونه¬ها نشان دادند. واژه¬هاي كليدي: تورم، رزين پلي¬استر غيراشباع، نانوكامپوزيت، دوام

1396/01/20

3/19/2020 12:00:00 AM

Abstract: Evaluating effect of solvents (water o​r other chemical solvents, acid, alkali, salt, organic an​d inorganic) on behavior of polymers in the industry is of great importance. Depending on the chemical nature of the polymer an​d the polarity of the solvent an​d polymer, polymersand especially thermoset ones absorb water an​d other chemical solutions when exposed to theses solutions. As a result of long-term exposure, the polymeric binder ages an​d its usability an​d durability are affected. Because of the extensive consumption of unsaturated polyester resins an​d their application in concrete polymer, determination of the durability an​d mechanical performance of these thermosetting polymers in water, chemical environments an​d sewage situation is important. In this study, the durability of unsaturated polyester resins from the perspective of swelling in water, gas oil, sulfuric acid one normal an​d alkaline solution made of water, sodium carbonate an​d sodium bicarbonate is eva​luated. Because of the effect of reinforcing micro-size particles an​d nanoparticles on polymeric matrices, polyester composites an​d nanocomposites were also prepared an​d their durability an​d performance were compared to those of pure resin samples. Weight an​d volume changes in the solutions, as well as changes in mechanical properties (tensile an​d flexural) were examined after three-day, one month, three months an​d six months of exposure to solutions. In order to compare the resin samples with polymer concretes, the changes in weight an​d volume of polymer concrete samples, were also eva​luated. The results show that the swelling of the resin samples continues until one month an​d then reaches equilibrium. Furthermore, the biggest drop was seen in the mechanical properties in the third month of exposure. Alkaline solution an​d water had the greatest impact on long-term properties of the samples. Tensile strength of polyester specimens in water an​d alkali decreased 50% an​d 60.4% respectively. Nanocomposites showed a very poor performance an​d less durability compared to other samples. Keywords: Swelling; Unsaturated polyester resin; Nanocomposite; Durability