18313

۱۸۳۱۳

بررسي تجربي و مدلسازي فرآيند اسفنجش لاستيك طبيعي

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي - پليمر

آذر ماه ۱۳۹۶

دكتر فصيحي

دكتر قريشي

مهندسي شيمي

در اين تحقيق از مدلسازي رشد حباب به عنوان يك روش براي كنترل ساختار سلولي استفاده شد و با در نظر گرفتن همزمان معادلات حاكم بر رشد حباب و پخت لاستيك، تغييرات شعاع سلولي با زمان پيش بيني گرديد. خواص فيزيكي در معادلات رشد حباب وابسته به دما در نظر گرفته شد و براي به دست آوردن تغييرات دمايي از حل همزمان معادله انتقال حرارت و مدل سينتيكي پخت كمال-سرور استفاده شد. همچنين براي مقايسه نتايج مدلسازي، يك كار تجربي بر روي ساخت اسفنج لاستيك طبيعي انجام شد و توزيع اندازه سلولي به كمك آزمون SEM به دست آمد. در مقايسه اي كه بين نتيجه حاصل از مدل و كار تجربي حاصل شد ملاحظه گرديد با يك خطاي بيست درصدي اين مدل قادر به پيش بيني اندازه سلولي بوده است. در نهايت پيش بيني مدل در رابطه با اثر پارامتر فرآيندي دما، پارامتر فرمولاسيوني عامل اسفنجش و تغييرات مشخصه هاي فيزيكي مختلف از جمله ضريب نفوذ گاز، گرانروي، ضريب نفوذ هدايتي، چگالي و كشش سطحي بر رشد حباب و شعاع سلولي بررسي شد. افزايش دما، گرانروي و ضريب هدايت حرارتي منجر به كاهش شعاع سلولي و افزايش غلظت اوليه عامل اسفنجش، ضريب نفوذ گاز و چگالي با افزايش شعاع سلولي همراه بود. در اين بين تغييرات كشش سطحي كمترين اثر را بر مقدار اندازه حباب داشت. نتايج اين بررسي نشان داد مدل حاضر تا حد زيادي قادر به پيش بيني اثر موارد فوق بوده است.

1396/10/20

1/10/2018 12:00:00 AM

In this research, bubble growth modeling using MATLAB software was used as a method for controlling the cell structure. By considering simultaneously the governing equations on growth of bubble and curing of rubber, changes in the radius of the cell were predicted with time. In order to obtain temperature changes, the simultaneous solution of the heat transfer equation and kinetic curing model of Kamal-Server were used. Finally, the prediction of the model was investigated regarding the effect of the temperature process parameter, the formulation parameter of the blowing agent, and the variations of various physical properties such as gas diffusion coefficient, viscosity, conduction diffusion coefficient, density, and surface tension on bubble growth and cell radius. Increasing temperature, viscosity and thermal conductivity coefficients led to decrease of cell radius and increase of initial concentration of blowing agent, gas diffusion coefficient and density with increasing cell radius. At the same time, surface tension variations had the smallest effect on the size of the bubble. The results of this study showed that the present model was able to predict the effect of the above.