20838

۲۰۸۳۸

مطالعه تجربي رئولوژي سوسپانسيون پلي استايرن

كارشناسي ارشد

فرآيندهاي جداسازي

۱۳۹۷

۱۳۹۷/۱۲/۱۳

دكتر سيد نظام‌الدين اشرفي‌زاده

مهندسي شيمي، نفت و گاز

به مخلوط غيرهمگني كه از پراكنده شدن ذرات جامد در مايع به وجود مي‌آيد، سوسپانسيون مي‌گويند. روش¬هاي رئولوژيكي بعنوان ابزاري قدرتمند براي برقراري ارتباط بين ساختار، فرمول بندي، فرآورش و خواص بكار برده مي¬شوند. رفتار سوسپانسيون¬هاي پليمري را مي¬توان با استفاده از مدل¬هاي رئولوژيكي متفاوت توصيف نمود. در اين تحقيق به بررسي رفتار رئولوژيكي و پايداري سوسپانسيون پليمري پلي-استايرن با توجه به كاربرد سوسپانسيون¬هاي پليمري در نفت خام پرداخته شده است. ابتدا سوسپانسيون كلوئيدي پلي¬استايرن به روش امولسيون¬سازي مستقيم ساخته شد و رفتار رئولوژيكي سوسپانسيون مورد بررسي قرار گرفت. با توجه به روش ساخت، آزمون FTIR براي بررسي ساختار شيميايي و مواد نهايي موجود در سوسپانسيون انجام شد و اندازه ذرات و چندپراكنشي بودن سوسپانسيون ساخته¬شده با استفاده از آزمون DLS و شاخص PDI مشخص شد. ميزان پراكنش و پايداري سوسپانسيون پلي¬استايرن با بررسي پتانسيل زتا و رفتارهاي رئولوژيكي ارزيابي شد. خواص رئولوژيكي سوسپانسيون كلوئيدي پلي استايرن با قطر 494 نانومتر، در جريان برشي نوساني و پايدار با استفاده از دستگاه رئومتر بررسي شدند. بررسي منحني جريان با استفاده از دستگاه رئومتر نشان داد كه رفتار سوسپانسيون پلي¬استايرن سودوپلاستيك تسليمي است و با افرايش تنش برشي رفتار رقيق شونده از خود نشان مي¬دهد. با توجه به خاصيت رقيق شدن برشي، احتمال مي¬رود مولكول¬هاي پليمر در اثر اعمال تنش در جهت جريان آرايش يابند كه اين ﻣﺳﺃله ناشي از خاصيت گرانروكشساني سوسپانسيون پليمري است. همچنين رفتار رقيق شونده مي¬تواند ناشي از شكسته شدن ساختارهاي لخته¬شده در ميدان برشي باشد. با بررسي مدل¬هاي رئولوژيكي مختلف، نزديكترين مدل به داده¬هاي آزمايشگاهي و نيز تنش تسليم كلوئيدي تعيين شد. با توجه به نتايج بدست آمده از منحني جريان و مدل¬هاي رئولوژيكي، مدل كاسون مناسب¬ترين مدل ارزيابي شد. در برش نوساني، نمودار مدول ذخيره و اتلاف نشان داد كه سوسپانسيون پلي¬استايرن، در بسامد¬هاي كمتر از 05/0 بر ثانيه رفتار شبه مايع (پاسخ گرانرو) دارد و در بسامد¬هاي بالاتر از 05/0 بر ثانيه رفتار شبه جامد (پاسخ كشسان) از خود نشان مي¬دهد. در مجموع، سوسپانسيون پلي¬استايرن ساخته شده به روش امولسيون¬سازي مستقيم رفتار گرانروكشسان و رقيق شونده در مقابل تنش از خود نشان داد كه رقيق شوندگي در مقابل تنش منجر به ايجاد قوام در زمان نگهداري و ذخيره و تسهيل تزريق و انتقال سوسپانسيون¬ها در جريان¬هاي آشفته¬ي نفت خام مي¬شود.

1398/02/31

Experimental Study on the Rheology of Polystyrene Suspensions

3/3/2020 12:00:00 AM