• شماره ركورد
    34349
  • پديد آورنده

    محمد نقي ئي

  • عنوان
    بررسي خواص رئولوژيكي و مكانيكي آلياژ پلي‌پروپيلن/پلي‌لاكتيك اسيد پرشده با كربنات‌كلسيم آراگونيت
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي شيمي-پليمر
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1404/07/28
  • استاد راهنما
    دكتر محمد فصيحي دستجردي
  • استاد مشاور
    /
  • دانشكده
    مهندسي شيمي، نفت و گاز
  • چكيده
    در اين پژوهش بهينه‌سازي خواص مكانيكي و رئولوژيكي آلياژ پلي‌پروپيلن (PP)/پلي‌لاكتيك اسيد (PLA) پرشده با كربنات كلسيم رسوبي آراگونيت با تمركز بر تعيين تركيب بهينه اجزا و مقايسه گريدهاي مختلف پركننده انجام شد. ابتدا نسبت بهينه پليمرهاي پايه با بررسي و تحليل نتايج آناليز‌هاي مكانيكي شامل استحكام كششي، مدول الاستيسيته، و مقاومت ضربه تركيب‌هاي مختلف PP و PLA تعيين شد كه تركيب 70 درصد PP و 30 درصد PLA به دليل خواص مكانيكي برتر (استحكام كششي و چقرمگي) انتخاب گرديد. در مرحله بعدي مقدار بهينه سازگاركننده مالئيك انيدريد (MAH) بررسي شد كه 5 درصد به‌عنوان مقدار بهينه شناسايي شد. سپس مقدار بهينه كربنات كلسيم آراگونيت بدون پوشش (گريد 9021) با افزودن مقادير مختلف اين پركننده به آميزه و تحليل رفتار مكانيكي و ساختاري آن تعيين گرديد كه مقدار 30 درصد اين ماده معدني تعادلي مطلوب بين افزايش سفتي و حفظ چقرمگي و انعطاف‌پذيري آلياژ ايجاد مي‌نمايد. در نهايت با استفاده از فرمولاسيون بهينه شامل 70 درصد PP، 30 درصد PLA، 5 درصد سازگاركننده و مقدار بهينه 30 درصد كربنات كلسيم، يك گريد كربنات كلسيم معدني (GCC) و چهار گريد كربنات كلسيم رسوبي (PCC) با پوشش‌هاي سطحي متفاوت (مانند تترابوتيل تيتانات و اسيد استئاريك) با يكدگير مقايسه شدند. با بررسي خواص كشش و مقاومت ضربه، گريد 543با پوشش تيتانات با استحكام كششي Mpa 29.2 و مقاومت ضربه j/m 16 ژول برمتر به دليل دارا بودن ذرات ريزتر و پراكندگي يكنواخت‌تر، استحكام كششي و چقرمگي بالاتري نسبت به گريد GCC و PCC بدون پوشش ارائه مي‌دهد. همچنين، نتايج مقاومت حرارتي نشان داد كه گريد 543 با دماي وايكت 156 درجه سانتي گراد نسبت به گريد 132 پايداري حرارتي بهتري دارد كه به دليل پراكندگي يكنواخت و اندازه ذرات ريزتراست. تصاوير SEM تأييد نمود كه گريد 543 با ريزترين اندازه ذرات و بيشترين مقدار پوشش كمترين ميزان تجمع ذرات را داردشبكه تقويت‌كنندگي متراكم‌تر و قوي‌تر مي‌شود. نتايج آناليز رئولوژي نشان داد كه مقدار MFI در گريد 152 با پوشش اسيد استئاريك برابر با g/10 min 17.9 است كه دليل آن پوشش اسيد استئاريك به عنوان يك روان‌كننده خارجي است. همچنين نتايج مدول اتلاف نشان داد كه گريدهاي 543 و 132 نسبت به گريد 152 افزايش 75 درصدي داشته برتري پوشش تيتانات را نسبت به اسيد استئاريك نشان مي‌دهد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/10/11
  • عنوان به انگليسي
    Investigation of the rheological an‎d mechanical properties of polypropylene/polylactic acid alloy filled with aragonite calcium carbonate
  • تاريخ بهره برداري
    10/20/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    محمد نقي ئي

  • چكيده به لاتين
    In this research, the optimization of mechanical an‎d rheological properties of polypropylene (PP)/polylactic acid (PLA) alloy filled with precipitated aragonite calcium carbonate was conducted, focusing on determining the optimal composition of components an‎d comparing different filler grades. Initially, the optimal ratio of base polymers was determined by examining an‎d analyzing the results of mechanical tests including tensile strength, elastic modulus, an‎d impact strength of various PP an‎d PLA blends, where the composition of 70% PP an‎d 30% PLA was selec‎ted due to its superior mechanical properties (tensile strength an‎d toughness). In the next stage, the optimal amount of maleic anhydride (MAH) compatibilizer was investigated, an‎d 5% was identified as the optimum amount. Then, the optimal amount of uncoated precipitated aragonite calcium carbonate (grade 9021) was determined by adding different levels of this filler to the blend an‎d analyzing its mechanical an‎d structural behavior, where 30% of this mineral created a desirable balance between increased stiffness an‎d preservation of toughness an‎d ductility in the alloy. Finally, using the optimal formulation consisting of 70% PP, 30% PLA, 5% compatibilizer, an‎d the optimal 30% calcium carbonate, one ground calcium carbonate (GCC) grade an‎d four precipitated calcium carbonate (PCC) grades with different surface coatings (such as tetrabutyl titanate an‎d stearic acid) were compared with each other. By examining tensile an‎d impact properties, grade 543 with titanate coating, having a tensile strength of 29.2 MPa an‎d impact strength of 16 J/m, offers higher tensile strength an‎d toughness compared to the GCC grade an‎d uncoated PCC due to its finer particles an‎d more uniform dispersion. Additionally, thermal resistance results showed that grade 543 with a Vicat softening temperature of 156 °C has better thermal stability than grade 132, which is attributed to its uniform dispersion an‎d finer particle size. SEM images confirmed that grade 543, with the finest particle size an‎d the highest coating level, exhibits the least particle agglomeration, resulting in a denser an‎d stronger reinforcing network. Rheological analysis results indicated that the MFI value in grade 152 with stearic acid coating was 17.9 g/10 min, which is due to the stearic acid coating acting as an external lubricant. Furthermore, loss modulus results showed that grades 543 an‎d 132 exhibited a 75% increase compared to grade 152, demonstrating the superiority of titanate coating over stearic acid coating.
  • كليدواژه هاي فارسي
    كربنات‌كلسيم آراگونيت , پلي‌لاكتيك اسيد , پلي‌پروپيلن , پركننده
  • كليدواژه هاي لاتين
    Aragonite Calcium Carbonate , Polylactic Acid , Polypropylene , filler
  • Author
    Mohamad Naghiei
  • SuperVisor
    Dr. Fasihi