شماره ركورد
19244
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
۱۹۲۴۴
پديد آورنده
عاطفه عموزادي
عنوان
بررسي كاربرد پودر صدف در كامپوزيتهاي پليمري
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
طراحي كاربردي - جامدات
سال تحصيل
۱۳۹۴-۱۳۹۷
تاريخ دفاع
۱۳۹۷/۲/۲۳
استاد راهنما
دكتر محمود مهرداد شكريه
دانشكده
مكانيك
چكيده
چكيده
هدف از اين پژوهش بررسي كاربرد پودر صدف (كه عمدتا از كربنات كلسيم ساخته شده است)، به عنوان يك پركننده زيستي و جايگزين براي كربنات كلسيم صنعتي در تهيه كامپوزيتهاي پليمري بوده و تاثير آن بر خواص كششي و خمشي كامپوزيت حاصل مورد مطالعه قرار گرفته است. در آزمايشهاي تجربي، به منظور بهبود در توزيع ذرات صدف در زمينه اپوكسي و ايجاد سازگاري بينوجهي ذره و اپوكسي كه به بهبود اندركنشهاي بينوجهي ميانجامد، بر روي پودر صدف با چندين روش، اصلاح سطحي صورت گرفته است. همچنين سعي شده است كه با تغيير عوامل موثر بر خواص مكانيكي اين نوع از كامپوزيت مانند توزيع اندازه ذرات پركننده و استحكام اتصال بين وجهي، حالت بهينه ساخت تعيين شود.
با استفاده از عامل جفتكننده سيلان 3−Aminopropyl trimethoxy silane براي اصلاح سطحي ذرات پودر صدف، %66 بهبود در جذب انرژي كرنشي ناشي از خمش همراه با افزايش ۲/۵ درصديِ استحكام خمشي در كامپوزيت پودر صدف/اپوكسي حاوي %2 وزني پودر صدف نسبت به پليمر خالص، بدست آمد. همچنين بهكارگيري عامل جفتكننده سيلان 3−Chloropropyl trimethoxy silane براي اصلاح سطحي پودر صدف باعث %9/31 بهبود در انرژي كرنشي ناشي خمش و همزمان بهبود اندك استحكام و مدول خمشي در كامپوزيت حاوي %3 وزني پودر نسبت به پليمر خالص ميشود. از طرفي نتايج بدست آمده از تئوريهاي مايكرومكانيك با بخشي از نتايج حاصل از آزمايشهاي تجربي مقايسه شده است. طي اين مقايسه مشاهده گرديد كه نتايج تجربي در محدوده پيشبينيشده توسط روابط تئوري قرار دارند اما به دليل شرايط مفروض در توسعه روابط مايكرومكانيك و نيز عدمقطعيتهاي موجود در روند ساخت نمونهها، انطباق كامل با هيچ كدام از روابط تئوري وجود ندارد. در نهايت تاثير عوامل مختلف بر روند تغيير سفتي و استحكام كامپوزيتهاي حاوي پركنندههاي معدني مورد مطالعه قرار گرفته است. طبق نتايج تجربي بدست آمده در اين پژوهش كه با روند پژوهشهاي مشابه بر روي كامپوزيتهاي ذرهاي ديگر مطابقت داشته است، تغيير توزيع اندازه ذرات در محدوده مورد مطالعه و نيز اصلاح سطحي پودر صدف تاثير قابل توجهي بر مدول كامپوزيت نداشته اما استحكام خمشي كامپوزيت با ريزتر و يكنواختتر شدن ذرات و به تبع آن افزايش مساحت سطحي آنها افزايش يافته است.
واژههاي كليدي: پودر صدف، اصلاح سطحي، كامپوزيت پودر صدف/ اپوكسي، عامل جفتكننده سيلان.
تاريخ ورود اطلاعات
1397/06/05
عنوان به انگليسي
An investigation on the application of seashell powder in polymeric composites
تاريخ بهره برداري
8/27/2018 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
عاطفه عموزادي
چكيده به لاتين
Abstract
The aim of the present research is to investigate the utilization of seashell waste which is combined mainly by CaCO3 as a bio-filler for polymers. In the present research, influences of seashell bio-filler on the flexural and tensile properties were experimentally studied. The surface modification of particles, using silane coupling agents, plays an important role in avoiding particle aggregation. A good surface modification leads to an optimum particle dispersion and improves the interfacial interaction of the particle to the matrix by upgrading the interfacial compatibility of them. Therefore, applying several coupling agents, surface modifications were examined on the seashell particles. By changing the effective factors of mechanical properties of seashell/epoxy composites, such as the particle size, distribution of fillers and strength of interfacial adhesion, a proper fabrication method was determined.
The surface modification of seashell particles by 3-Aminopropyl trimethoxy silane, 66% improvement in flexural strain energy and a slight improvement in the bending strength of seashell/epoxy composites containing 2 wt.% of modified seashell powder in comparison with the pure polymer was achieved. In addition, fabrication of seashell/epoxy composites containing 3 wt.% of seashell powders modified by 3-chloropropyl trimethoxy silane results in 31.9% improvement in the flexural strain energy and a slight increase in the bending modulus and bending strength. The experimental results were compared with results obtained by micromechanical theories. The experimental results were close to some of the theoretical results, however due to restrictive assumptions of some other micromechanical theories, a complete agreement between the results of experiment results and those micromechanical theories was not obtained. The size and the surface modification of the nanoparticles did not have a sever effect on the stiffness of the nanocomposites. However, the bending strength of nanocomposites was increased by decreasing the size of the nanoparticles, due to increasing the surface area of them.
Keywords: Seashell Powder, Surface Modification, Seashell/Epoxy Composites, Silane Coupling Agents