به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « پایداری گرمایی » در نشریات گروه « مهندسی شیمی، نفت و پلیمر »

تکرار جستجوی کلیدواژه «پایداری گرمایی» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • محمد حسین کرمی، محمدرضا کلایی*

    رزین اپوکسی به عنوان پوشش ، چسب و ماده زمینه برای کامپوزیتها استفاده می شود و در صنایع اتومبیل، الکترونیک، و ساختمانی کاربرد فراوانی دارد و در ساخت توربین بادی استفاده می شود. اصلاح سطح نانو کامپوزیت های اپوکسی درحضور نانو ذرات سیلیکا، به علت افزایش چسبندگی و پیوند کووالانسی، باعث افزایش استحکام ضربه می شود و همچنین با افزودن نانو ذرات سیلیکا به رزین اپوکسی، مدول یانگ به صورت خطی افزایش می یابد که به دلیل افزایش پراکنش نانو ذرات و کاهش تمرکز تنش می باشد. با افزودن نانو ذرات سیلیکا به رزین اپوکسی دمای بیشینه جریان گرمایی کاهش و سرعت پخت افزایش می یابد و همچنین باعث پهن تر شدن منحنی جریان گرمایی نانو کامپوزیت اپوکسی می شود. حضور نانو ذرات سیلیکا، انرژی اکتیواسیون را کاهش می دهد و نانو ذرات سیلیکا نقش کاتالیزور در واکنش پخت با رزین اپوکسی را دارد. دو عامل مهم درکاهش تخریب حرارتی نانو کامپوزیت های اپوکسی، پراکنش مناسب نانو ذرات و عدم کلوخه ای شدن می باشد. نانو ذرات سیلیکا باعث افزایش دمای بیشینه تخریب گرمایی ، پایداری گرمایی و درصد ذغال باقیمانده می شود. در این پژوهش به بررسی سینتیک پخت نانو کامپوزیت های اپوکسی، ریخت شناسی، خواص ریولوژیکی و مکانیکی، انرژی اکتیواسیون، درجه پخت ،جریان گرمایی و پایداری گرمایی پرداخته شده است.

    کلید واژگان: نانو سیلیکا, نانو سیلیکا اصلاح شده, رزین اپوکسی, سینتیک پخت, پایداری گرمایی}
    M.H. Karami, M.R. Kalai

    Epoxy resin is used as a wind turbine, coating, adhesive and base material for composites and is widely used in automotive, electronics, and construction industries. Modification of the surface of epoxy nanocomposites in the presence of silica nanoparticles, due to increased adhesion and covalent bonding, increases the impact strength and Also, by adding silica nanoparticles to epoxy resin, the Young's modulus increases linearly, which is due to the increase in nanoparticle dispersion and reduced stress concentration. By adding silica nanoparticles to epoxy resin, the maximum heat flow temperature decreases and the curing rate increases, and also causes the heat flow curve of epoxy nanocomposite to be wider. The presence of silica nanoparticles reduces the activation energy and silica nanoparticles act as a catalyst in the curing reaction with epoxy resin. Two important factors in reducing the thermal degradation of epoxy nanocomposites are proper dispersion of nanoparticles and non-agglomeration. Silica nanoparticles increase the maximum temperature of thermal degradation, thermal stability and the percentage of residual char. In this research, the modeling of curing kinetics of epoxy nanocomposites on morphology, rheological and mechanical properties, activation energy, curing degree, heat flow and investigation of thermal stability and thermal degradation has been reported.

    Keywords: NanoSilica, Modified NanoSilica, Epoxy Resin, Curing Kinetics, Thermal Stability}
  • سامال بابان زاده*، شهرام مهدی پور عطایی
    فرضیه

    پلی آمیدهای آروماتیک دسته مهمی از پلیمرهای کارآمد و مقاوم گرمایی به شمار می آیند. مهم ترین مسئله در به کارگیری این پلیمرها مشکل بودن فراورش است که از دمای ذوب و دمای انتقال شیشه ای زیاد و ماهیت حل نا پذیری آن ها در اغلب حلال های آلی بی پروتون ناشی می شود. مشکل اصلی پلیمرهای مقاوم گرمایی، حفظ پایداری گرمایی و هم زمان افزایش حل پذیری آن هاست که با طراحی و سنتز مونومرهای جدید می توان بر آن غلبه کرد.

    روش ها

    ابتدا، بیس(4-اکسی بنزوئیک اسید)-5،1-آنتراکینون (DA1) و بیس(3-اکسی بنزوئیک اسید)-5،1-آنتراکینون (DA2) به ترتیب از راه واکنش های جانشینی هسته دوست 4-هیدروکسی بنزوئیک اسید و 3-هیدروکسی بنزوئیک اسید با 5،1- دی کلروآنتراکینون سنتز شدند. در مرحله بعد، روش Yamazaki برای سنتز پلی آمیدهای نوین از واکنش پلیمرشدن تراکمی دی اسیدهای به دست آمده با دی آمین های آروماتیک متفاوت از جمله اکسی دی آنیلین (ODA)، پارافنیلن دی آمین (PPDA)، 6،2-دی آمینوپیریدین (DAP)، 5،1- دی آمینونفتالین (DAN) و دی آمینودی فنیل متان (DADPM) در مجاورت تری فنیل فسفیت (TPP) و پیریدین به عنوان معرف فعال کننده و N-متیل-2-پیرولیدون به عنوان حلال به کار گرفته شد.

    یافته ها

    ساختار مونومرها و پلیمرهای تهیه شده با روش های مختلف طیف نمایی شناسایی شد. خواص فیزیکی و گرمایی پلیمرهای جدید نظیر پایداری و رفتار گرمایی، حل پذیری، گرانروی و جذب فرابنفش مطالعه و رابطه ساختار-خواص آن ها بررسی شد. پلیمرهای تهیه شده در محدوده 370-344 نانومتر جذب UV نشان دادند. واردکردن ترکیب حجیم و آروماتیک آنتراکینونی به زنجیر اصلی پلیمر موجب شد تا در مجموع پلیمرها از پایداری گرمایی زیاد و حل پذیری بهبودیافته ای در حلال های قطبی بی پروتون برخوردار باشند.

    کلید واژگان: پلی آمید آروماتیک, پلیمرشدن تراکمی, پایداری گرمایی, حل پذیری, جاذب UV}
    Samal Babanzadeh *, Shahram Mehdipour Ataei
    Hypothesis

    Aromatic polyamides are well known as a main group of high performance and heat-resistant polymers. One of the drawbacks to utilize these polymers is the difficulty in processing due to their insoluble nature in aprotic organic solvents in addition to their high melting point or glass transition temperature. One way of overcoming the main problem of heat-resistant polymers - i.e., enhancing solubility without too much scarifying of the thermal stability is designing new monomers.

    Methods

    Firstly, bis(4-oxybenzoic acid)-1,5-anthraquinone (DA1) and bis(3-oxybenzoic acid)-1,5-anthraquinone (DA2) were prepared through aromatic nucleophilic substitution reaction of 4-hydroxybenzoic acid and 3-hydroxybenzoic acid with 1,5-dichloro anthraquinone, respectively. In the next step, the Yamazaki method was applied for synthesis of novel polyamides by polycondensation reaction of the obtained new diacids with commercial aromatic diamines such as oxydianiline (ODA), p-phenylene diamine (PPDA), 2,6-diaminopyridine (DAP), and diaminodiphenyl methane (DADPM) in presence of triphenylphosphite and pyridine as the activating agents and N-methyl-2-pyrolidone (NMP) as a solvent.

    Findings

    The structures of prepared novel monomers and polymers were characterized using different spectroscopy methods. The thermal and physical properties of novel polymers such as thermal stability and behavior, solubility, viscosity and ultra violet absorption were studied and the structure-property relationship of these polymers was investigated. The prepared polymers showed defined UV-Vis absorption bands at the range of 344-370 nm. Inclusion of an aromatic and bulky anthraquinone unit to the main chain of polymers led to high thermal stability while their solubility was improved in polar aprotic solvents.

    Keywords: aromatic polyamide, polycondensation, thermal stability, solubility, UV absorber}
  • راضیه معینی، آرش صادقی، جعفر خادم زاده یگانه*
    در پژوهش حاضر، اثر نانوذرات گرافن کاهش یافته گرمایی بر رسانندگی الکتریکی، ثابت دی الکتریک، قابلیت سپر حفاظت امواج الکترومغناطیسی، رفتار رئولوژی و پایداری گرمایی آمیخته PP/PET مطالعه شده است. بدین منظور، نانوکامپوزیت های آمیخته PP/PET با ترکیب درصد 50/50 در مجاورت مقادیر مختلف گرافن به روش اختلاط مذاب تهیه شدند. شکل شناسی نمونه ها هر دو فاز پیوسته بود که با جذب ترجیحی نانوذرات ساختار فراگیر دوگانه تشکیل شد. این ساختار به طور شایان توجهی رسانندگی الکتریکی نانوکامپوزیت ها را افزایش داد. نتایج رئولوژی نشان داد، شبکه سه بعدی نانوذرات گرافن در کسر حجمی کم تشکیل شده است. در کسر حجمی حدود %1/0 از نانوذرات مقدار رسانندگی الکتریکی به دست آمده (S/m 10-6) معیارهای لازم برای فیلم های نازک را در کاربردهای ضدالکتریسیته ساکن برآورده می سازد. در مقدار %2 از نانوذرات مقدار رسانندگی الکتریکی به مقدار درخور توجه 0. 16S/m می رسد که برای بسیاری از کاربردهای الکتریکی قابل قبول است. با افزودن گرافن ثابت دی الکتریک و قابلیت حفاظت از تداخل امواج الکترومغناطیس آمیخته افزایش شایان توجهی داشت، به طوری که با افزودن %2 نانوذرات در بسامد 10Hz ، ثابت دی الکتریک آمیخته خالص از حدود 4 به مقدار 107×9 و حفاظت از تداخل امواج الکترومغناطیس از 1dB برای نمونه خالص به مقدار 42dB افزایش یافت. این نتایج نشان می دهد، نانوکامپوزیت تهیه شده به خوبی قابلیت استفاده در کاربرد های حفاظت در برابر تداخل امواج الکترومغناطیس را دارد. نتایج آزمون تجزیه گرماوزن سنجی نشان داد، افزودن نانوصفحه های گرافن به طور چشمگیری باعث پایداری گرمایی آمیخته شده است، به طوری که دمای T10 و Tmax با افزودن گرافن و افزایش مقدار آن به دماهای بیشتر انتقال یافته و سرعت تخریب نیز کاهش یافته است.
    کلید واژگان: گرافن کاهش یافته گرمایی, رئولوژی, رسانندگی الکتریکی, حفاظت از تداخل الکترومغناطیسی, پایداری گرمایی}
    Razieh Moeini, Arash Sadeghi, Jafar Khademzadeh Yeganeh
    Hypothesis: We investigated the effect of thermally-reduced graphene (TRG) nanosheets on electrical conductivity, dielectric constant, electromagnetic interference shielding performance, rheological behavior and thermal stability of polypropylene/polyethylene terephthalate (PP/PET) blend.
    Methods
    For this purpose, 50/50 PP/PET blends were prepared through melt compounding in presence of different volume fractions of TRG. The direct current (DC) conductivity, the AC electrical conductivity and EMI shielding effectiveness of composites were measured. The morphology of blends was examined by means of scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Findings: The morphology of the samples was co-continuous, and preferential localization of the nanoparticles led to a double percolated structure. This structure enhanced electrical conductivity of the samples considerably. The rheological analysis indicated that a percolated network was formed at low volume fractions of TRG. At 0.1 vol% loading, the conductivity of the composites satisfies the antistatic criterion (10−6 S/m) for thin films. At 2 vol% of graphene, a high electrical conductivity of0.16 S/m was achieved which was considered sufficient for electronic device applications. The dielectric constant and the electromagnetic interference shielding efficiency (EMI SE) of the blends significantly increased with TRG addition. By incorporating 2 vol% of TRG, the dielectric constant increased from 4 (for neat sample) to 9×107 at 10 Hz and the EMI SE increased from 1 dB (for neat sample) to 42 dB at 10 GHz, satisfying the target value for commercial applications. Thermogravimetric analysis (TGA) indicated that addition of TRG effectively enhanced the thermal stability of the samples. Incorporation of TRG not only increased the initial decomposition temperatures but also decreased the rate of decomposition. The enhanced thermal stability of the composites was attributed to the high aspect ratio of TRGs, which served as a barrier and prevented the emission of gaseous molecules during thermal degradation.
    Keywords: thermally reduced graphene, rheology, electrical conductivity, electromagnetic interference shielding, thermal stability}
  • مهسا باغبان صالحی *، دلارا احسانی سهی، مریم اوتادی، مجید عابدی لنجی
    پژوهش حاضر با هدف ساخت نمونه آزمایشگاهی هیدروژل با تورم پذیری زیاد و حفظ ساختار سه بعدی در برابر شرایط محیطی انجام شد. روش ها در پژوهش حاضر نخست برپایه طراحی و ساخت شبکه سه بعدی هیدروژل ابرجاذب با استفاده از پلیمر آکریل آمید سولفون دار آبکافت شده و آلومینیم نیترات 9 آبه به عنوان عامل شبکه ساز و درنهایت تحلیل داده ها و تعیین هیدروژل بهینه با استفاده از روش پاسخ سطح بوده است. به عبارت دیگر، با طراحی مجموعه آزمون ها و با استفاده از روش پاسخ سطح، هیدروژل بهینه برحسب سه پاسخ زمان تشکیل، زمان چروکیدگی و مقدار تورم شناسایی شد که البته خواص شیمیایی و شکل شناسی هیدروژل ابرجاذب بهینه با استفاده از روش بطری (تورم و چروکیدگی)، رئولوژی، طیف سنجی تفکیک انرژی (EDS) و آزمون گرماوزسنجی (TGA) معین شد. نتایج نشان داد، هیدروژل بهینه ماده ای با غلظت 40000ppm از پلیمر شامل 6wt% عامل شبکه ساز است. زمان چروکیدگی هیدروژل ابرجاذب بهینه حاصل بیش از 180 روز، مقدار تورم 2800 برابر وزن ماده خشک اولیه، مدول کشسانی 15240Pa و پایداری گرمایی تا دمای 325 درجه سلسیوس بود. در این پژوهش، بیشترین مقدار تورم (4000 برابر وزن خشک هیدروژل ابر جاذب) در ترکیب هیدروژل با غلظت 20000ppm پلی آکریل آمید و با نسبت وزنی 6 به 100 آلومینیم نیترات 9 آبه به پلیمر مشاهده شد. اما، زمان چروکیدگی آن (کمتر از 10 روز) مانع از انتخاب این ترکیب از دو ماده به عنوان غلظت بهینه شد. همچنین، نسبت وزنی عامل شبکه ساز به پلیمر به عنوان کنترل کننده زمان تشکیل و چروکیدگی هیدروژل و غلظت پلیمر پارامتر اصلی در کنترل مقدار تورم، معرفی شد. پلی آکریل آمید و با نسبت وزنی 6 به 100 آلومینیم نیترات نه آبه به پلیمر مشاهده شد، اما زمان چروکیدگی آن (کمتر از 10 روز) مانع از انتخاب این ترکیب از دو ماده به عنوان غلظت بهینه شد. همچنین، نسبت وزنی عامل شبکه ساز به پلیمربه عنوان کنترل کننده زمان تشکیل و چروکیدگی هیدروژل و غلظت پلیمر پارامتر اصلی در کنترل مقدار تورم معرفی شد.
    کلید واژگان: هیدروژل ابرجاذب, تورم, چروکیدگی, رئولوژی, پایداری گرمایی}
    Mahsa Baghban Salehi *, Delara Ehsani Sohi, Mayram Otadi, Majid Abedi Lengi
    A hydrogel was prepared with high swelling capacity and a stable three-dimensional structure under environmental conditions. The methodology in this study involved the design and construction of a three-dimensional network for a superabsorbent hydrogel using hydrolyzed sulfonated polyacrylamide as polymer and nonahydrate aluminum nitrate as crosslinker. Further methodology involved data analysis to achieve a hydrogel optimized by response surface methodology. The optimum hydrogel in terms of three responses (i.e., gelation time, syneresis and swelling) was identified by designing a series of experiments. The chemistry and morphology of optimal superabsorbent hydrogel was determined by bottle tests (swelling and syneresis), rheology, energy dispersive spectroscopy (EDS), and thermogravimetric analysis (TGA). The results of this study demonstrated its polymer concentration of 40,000 ppm and crosslinker concentration of 6 wt% for preparation of optimum hydrogel. The syneresis of the optimum hydrogel was more than 180 days and it swelled to 2800-times of its initial dry weight; its elastic modulus was 15240 Pa with thermal stability by 325°C. The highest swelling rate (4000-times of the dry weight) was observed for a hydrogel with a polyacrylamide concentration of 20000 ppm and a weight ratio of 6 wt% of crosslinker to polymer. An undesirable syneresis time of less than 10 days was obtained. Moreover, the main factor in controlling the gelation time and syneresis was the weight ratio of crosslinker to polymer, while for controlling the swelling capacity it was found to be polymer concentration.
    Keywords: superabsorbent hydrogel, swelling, syneresis, rheology, thermal stability}
  • منصوره زارع زاده مهریزی، مجید کریمی*، زهرا کلانتری خرمدره، مهدی نکومنش حقیقی
    در سال های اخیر، کامپوزیت های پلیمری با نانوذرات سیلسزکیوکسان اولیگومری چندوجهی (POSS) بسیار مطالعه شده اند. ابعاد نانومتری و نیز امکان وجود گروه های عاملی مختلف در ساختار این نانوذرات باعث شده است تا کامپوزیت های ساخته شده از آن ها، دارای خواص منحصربه فردی باشند که در مواد هیبریدی متداول مشاهده نمی شود. اندازه ذرات POSS در حدود nm 1 تا nm 3 است. این ذرات ساختاری صلب دارند و می توانند به طور یکنواخت در ماتریس پلیمری پراکنده شوند. در این مقاله، ابتدا ساختارهای مختلف نانوذرات سیلسزکیوکسان اولیگومری چندوجهی معرفی می شوند. سپس، نقش این نانوذرات در بهبود خواص مکانیکی، پایداری گرمایی و دمای انتقال شیشه ای کامپوزیت های پلیمری حاوی آن ها بررسی می شود. مقدار نانوذرات به کاربرده شده و نوع گروه های عاملی متصل به آن ها بیشترین تاثیر را بر خواص فیزیکی کامپوزیت های پلیمری دارند. ورود نانوذرات POSS از راه اتصالات عرضی می تواند ساختار کامپوزیت را تحت تاثیر قرار داده و با تقویت آن، خواص مکانیکی را بهبود بخشد. تاثیر نانوذراتی که با اختلاط فیزیکی وارد ساختار ماتریس پلیمری می شوند به برهم کنش مطلوب میان گروه های عاملی موجود روی نانوذرات و ماتریس پلیمری وابسته است. این برهم کنش مطلوب به پراکنش یکنواخت نانوذرات در بستر پلیمری منجر شده و می تواند به بهبود خواص فیزیکی کمک کند. ویژگی های منحصر به فرد این مواد موجب کاربرد گسترده و متنوع آن ها در زمینه هایی مانند مهندسی بافت و زیست داروها شده است.
    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, پلیمر هیبریدی, سیلسزکیوکسان الیگومری چند وجهی, پایداری گرمایی, خواص مکانیکی}
    Mansoureh Zarezadeh-Mehrizi, Zahra Kalantari Khoramdareh, Mehdi Nekoomanesh Haghighi, Majid Karimi *
    Polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) - polymer composite materials have been extensively studied in recent years, as they possess nanoscopic structures and functional properties that are not typically seen in conventional hybrid materials. POSS nanoparticles are 1–3 nm in size, monodisperse and rigid. Incorporation of POSS nanoparticles into both thermoplastic and thermoset polymeric matrices by chemical cross-linking or physical blending methods provides excellent reinforcement. In this review, first, we introduce the various structures of polyhedral oligomeric silsesquioxane and then highlight studies on POSS- polymer nanocomposites with an emphasis on enhancements in mechanical, thermal stability and glass transition. The properties of POSS-containing polymer nanocomposites vigorously depend on the amount of POSS and the state of the POSS dispersion (which depends on the surface functional group of POSS). Incorporation of POSS through chemical cross-linking into polymer can influence its structureand improve mechanical properties by reinforcement.The incorporation of POSS nanoparticles into polymer through physical blending relies on favorable surface interactions between POSS and polymer. POSS having surface functional groups that have favorable surface interactions can disperse uniformly in the polymeric matrix. Uniform dispersion of POSS in polymeric matrices helps to improve physical properties of the nanocomposites. Because of the excellent properties, POSS containing polymer nanocomposites are found in diverse area such as tissue engineering and biomedicines.
    Keywords: nanocomposite, hybrid polymer, polyhedral oligomeric silsesquioxane, thermal stability, Mechanical Properties}
  • آیدین میرزاپور *، بهرام پورحسن، زهرا اسلامی
    کامپوزیت های ساخته شده از الیاف شیشه-رزین فنولی به طور موثر در ساخت سپرهای گرمایی به کار رفته در محفظه سوختن استفاده می شوند. برای بهبود عملکرد این نوع از سازه های کامپوزیتی، استفاده از نانوذرات سیلیکا (SiO2) از محتمل ترین نوع نانوذرات است. در پژوهش حاضر، اثر افزودن نانوسیلیکا بر خواص فداشوندگی کامپوزیت های فنولی- الیاف شیشه بررسی شد. کامپوزیت های فداشونده الیاف شیشه-رزین فنولی با افزودن مقادیر متفاوت از %1 تا %3 وزنی پرکننده نانوسیلیکا، که اندازه ذره آن ها حدود 45nm بود، با استفاده از پرس گرم ساخته شدند. خواص مکانیکی، گرمایی و فداشوندگی کامپوزیت های ساخته شده بررسی شد. خواص فداشوندگی کامپوزیت ها با آزمون اکسی استیلن بررسی و سرعت فرسایش سطح خطی و وزنی آن ها محاسبه شد. آزمون پایداری گرمایی کامپوزیت ها با گرماوزن سنجی در جو هوای خشک و از دمای محیط تا دمای 800 درجه سلسیوس انجام شد. سرعت گرمادهی آزمون 10C/min و وزن نمونه ها حدود 20mg بود. نتایج نشان داد، با افزودن نانوسیلیکا پایداری گرمایی نانوکامپوزیت ها افزایش می یابد، طوری که سرعت فرسایش خطی و وزنی نانوکامپوزیت دارای %3 وزنی نانوسیلیکا نسبت به نمونه بدون نانوسیلیکا به ترتیب 52 و %48 کاهش یافت. بررسی استحکام خمشی سه نقطه ای این کامپوزیت ها نشان داد، استحکام خمشی این سازه های کامپوزیتی وقتی به حداکثر مقدار می رسد که مقدار نانوسیلیکای به کار رفته در آن ها %2 باشد. مدول خمشی و استحکام نمونه های دارای %2 وزنی نانوسیلیکا به ترتیب حدود 19 و %40 نسبت به کامپوزیت خالص افزایش یافته است. با وجود این، افزایش %3 وزنی نانوذرات موجب کاهش جزئی استحکام و مدول خمشی نسبت به نمونه دارای %2 وزنی نانوسیلیکا شده است.
    کلید واژگان: نانوسیلیکا, کامپوزیت الیاف شیشه, استحکام خمشی, پایداری گرمایی, سرعت فرسایش}
    Aidin Mirzapour *, Bahram Pourhasan, Zahra Eslami
    Glass fiber/phenolic composites are effectively used as heat shields for fabrication of cooled combustion chambers. To improve the performance of these composites as well as to lower their costs, the use of nanosized silicon dioxide (SiO2) particles has been adopted. In this work, we investigated the effect of nanosilica on properties, heat stability and ablation properties of glass fiber/phenolic composites. Glass fiber/phenolic/nanosilica composites were made of 1, 2 and 3 wt% of well-dispersed silica nanoparticals in a phenolic resin. The average size of silica nanoparticals was 45 nm. These nanocomposites were prepared by hot-press process. Ablation properties of the composites were studied by oxy-acetylene torch environment and their mass and linear erosion rates were evaluated. The thermal stability of the produced composite structures was examined by means of thermal gravimetric analysis in air with dynamic scans at a heating rate of 10°C/min from room temperature to 800°C. Bulk samples, of about 20 ±1 mg each, were tested. The results indicated that nano-SiO2 increased the thermal stability of nanocomposites so that their linear and mass erosion rates after modifying with 3 wt% nanosilica dropped by 58% and 53%, respectively. The 3-point bending test results showed that bending strength and modulus of the as-received composites increased with percentage nanosilica added up to 2 wt%, beyond which they decreased. For the glass fiber/phenolic composites with 2 wt% nanosilica particles, embedded in the matrix, strength and modulus increased about 40% and 19%, respectively, in comparison to those for neat glass/phenolic composite.
    Keywords: nanosilica, glass fiber composite, bending strength, thermal stability, erosion rate}
  • محمد منصوریان طبایی، سید حسن جعفری*، حسین علی خنکدار
    نانوپرکننده ها به علت خواص مکانیکی عالی برای بهبود خواص ماتریس های پلیمری در کاربردهای کارآمد به کار گرفته می شوند. به تازگی رزین های اپوکسی تقویت شده با نانومواد برای مصارف چسب بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در این پژوهش، اثر %5/1 وزنی از تقویت کننده های مختلف نظیر نانوآلومینا، نانو لوله های کربنی چنددیواره و نیز نانوسیلیکا و تالک بر استحکام چسبندگی شکل شناسی و پایداری گرمایی چسب های دی گلیسیدیل اتر بیس فنول A (DGEBA) - اپوکسی نووالاک بررسی و مقایسه شده است. استحکام چسبندگی چسب با آزمون استحکام برشی هم پوشان (ASTM D 1002) اندازه گیری و پایداری گرمایی آن با آزمون گرماوزن سنجی (TGA) ارزیابی شد. نحوه پخش و توزیع نانوذرات در چسب اپوکسی با میکروسکوپ الکترونی عبوری و پویشی بررسی شد. نتایح آزمایش ها نشان داد، افزودن تقویت کننده نانوآلومینا و نانولوله های کربنی چنددیواره به چسب اپوکسی باعث افزایش استحکام برشی هم پوشان چسب شده است. همچنین، پایداری گرمایی چسب برحسب دمای شروع تخریب و مقدار زغال باقی مانده (بیش از 800درجه سلسیوس) تا حدی بهبود یافت. افزودن %5/1 وزنی نانوآلومینا و %5/1 وزنی نانولوله های کربنی چنددیواره به چسب اپوکسی، استحکام برشی هم پوشان این چسب نانوکامپوزیتی را به ترتیب به مقدار 25 و %70 بهبود داد. از میان این مواد، نانوآلومینا بهترین کارایی را از لحاظ استحکام چسبندگی و گرمایی نشان داد. استفاده هم زمان از نانولوله های کربنی و نانوآلومینا به شکل هیبریدی و با ترکیب درصد برابر (%75/0 از هر یک) موجب بروز آثار هم افزایی در مقدار زغال باقی مانده شد.
    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, رزین اپوکسی, استحکام برشی هم پوشان, پایداری گرمایی, شکل شناسی}
    Mohammad Mansourian-Tabaei, Seyed Hassan Jafari*, Hossein Ali Khonakdar
    Nano-fillers have displayed excellent mechanical properties and are widely used in different polymeric matrices for high performance applications. Recently، epoxy resins modified by nano-reinforcing fillers such as multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and nanoalumina (Al2O3) have been developed for adhesive applications. In this work، the influence of 1. 5 weight percent of various nanofillers namely nanoalumina، MWCNT، nanosilica (SiO2) and talc on the thermal stability، strength adhesion and morphology of diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) /epoxy novolac adhesives was studied. Thermal stability and degradation، adhesion strength and morphology were measured by the thermogravimetry analysis (TGA)، lap shear strength test and scanning electron and transmission electron microscopic techniques، respectively. The results showed that incorporation of the nanoalumina and MWCNT into the DGEBA/epoxy novolac adhesives increased the lap shear strength. Moreover، the thermal stability of the epoxy adhesive in terms of onset of degradation temperature and char yield (after 800°C) was improved to some extent. By addition of one and half weight percent nanoalumina and/or MWCNTs in the epoxy adhesives، the lap shear strength increased by about 70 and 25 percent، respectively. Among the investigated fillers، nanoalumina demonstrated the best performance in terms of improvements in the lap shear strength، thermal stability and degradation of the epoxy adhesives. When a combination of nanoalumina and MWCNTs reinforcing fillers (0. 75 weight percent nanoalumina and 0. 75 weight percent MWCNTs) was used as a hybrid filler in the epoxy adhesive، a synergism effect on the char yield was observed.
    Keywords: nanocomposites, epoxy adhesive, lap shear strength, thermal stability, morphology}
  • رضا اخلاقی آستانه، احمدرضا بهرامیان، مهدی رزاقی کاشانی
    کامپوزیت های فنولی تقویت شده با الیاف کوتاه، نمونه ای از مواد پرکاربرد در حوزه فناوری های دما زیادند که به عنوان سپر گرمایی در صنایع مختلف از جمله صنایع هوا فضا کاربرد ویژه ای دارند. در این پژوهش، کامپوزیت الیاف کوتاه کربن بر پایه رزین فنولی، نوع نووالاک مبنای کار قرار گرفت و تلاش شد تا ساختار ماتریس پلیمری برای بهبود خواص پایداری گرمایی و فداشوندگی با استفاده از نانوذرات گرافیت اصلاح شود. در این راستا برای دستیابی به خواص مدنظر، پارامتر های پایداری گرمایی، فداشوندگی و نیز رفتار مکانیکی نانوکامپوزیت های تهیه شده ارزیابی شد تا ترکیب درصد مناسب برای ساخت کامپوزیت و نانوکامپوزیت با قابلیت تحمل دما های زیاد به دست آید. در تمام نمونه ها، %40 وزنی الیاف کوتاه کربن به کار گرفته شد. در نمونه های نانو کامپوزیت به ترتیب مقدار 6، 9 و %12 وزنی نانو گرافیت استفاده شد. برای بررسی چگونگی توزیع و شکل شناسی لایه های گرافیت از آزمون پراش پرتو X استفاده شد. نمونه ها به قالب گیری فشاری داغ تهیه شدند. آزمون های گرماوزن سنجی و شعله اکسی استیلن برای بررسی رفتار گرمایی و مقدار فداشوندگی نمونه ها به کار گرفته شدند. برای مطالعه خواص مکانیکی کامپوزیت ها، از دو آزمون خمش سه نقطه ای و سایش مکانیکی استفاده شد. نتایج این مطالعه نشان داد، افزودن نانوذرات گرافیت ضمن بهبود پایداری گرمایی و کاهش سرعت تخریب، مقدار اتلاف وزن و سرعت فداشوندگی را نیز کاهش می دهد. افزودن %12 وزنی نانو ذرات گرافیت، پایداری گرمایی و سرعت فداشوندگی در آزمون شعله اکسی استیلن را به ترتیب 12 و 19٪ بهبود می دهد.
    کلید واژگان: رزین نووالاک, پایداری گرمایی, فداشوندگی, سایش, استحکام خمشی}
    Reza Akhlaghi, Ahmad Reza Bahramian, Mehdi Razaghi Kashani
    Phenolic resin composites reinforced with short carbon fiber are one of the most usable materials in ultra-high-temperature applications such as thermal protective in aerospace industries. In this work، novolac type of phenolic resin matrix was modified with graphite nanoparticles to prepare multi-layered nanocomposites. The effect of graphite nanoparticles was studied on the thermal stability، ablation and mechanical properties of novolac/short carbon fiber composites to achieve nanocomposite with optimum properties for ultra-high-temperature applications. In order to evaluate thermal stability and ablation properties of composite and nanocomposites، a sample containing 40 wt% short carbon fiber was prepared as a reference and the structure of its polymeric matrix was modified with nanographite particles. The amounts of nanographite powders in nanocomposite samples were chosen as 6، 9 and 12 wt%. XRD Spectroscopy was used to study and investigate the dispersion of the graphite nanoparticles and morphology in the polymeric matrix. The compression molding under hot press method was used to fabricate the composite and nanocomposite specimens. Thermal properties of the nanocomposites were studied by TGA and oxy-acetylene flame test. Three-point bending and wear tests were performed to measure the mechanical and wear properties of the nanocomposites. The obtained results showed that the addition of nanographite improved the thermal stability، decreased the rate of degradation and at the same time decreased the weight loss and ablation rate of the nanocomposites. Addition of 12 wt% nanographite particles increased thermal stability by about 12% compared to the reference sample. Moreover in nanocomposite with 12 wt% graphite، the rate of ablation decreased by more than 19% compared to the reference composite.
    Keywords: novolac resin, thermal stability, ablation, wear, flexural strength}
  • هنگامه هنرکار، مهدی باریکانی*

    در سال های اخیر، پلی یورتان های پایه آبی توجه زیادی را به خود جلب کرده اند و به طور وسیعی در روکش و چسب استفاده می شوند، چون، سمی و قابل اشتعال نیستند و دوستدار محیط زیست به شمار می روند. علاوه بر ملاحظات زیست محیطی، انعطاف پذیری، رفتار خوب در دمای کم، استحکام زیاد، چسبندگی و خواص رئولوژیکی مناسب، از دیگر خواص پلی یورتان های پایه آبی است. همچنین، در مقایسه با پراکنه های پایه حلالی قیمت پلی یورتان های پایه آبی کمتر است. به هر حال این مواد دارای نقاط ضعفی نیز هستند از جمله مقاومت گرمایی و چسبندگی کم در محیط مرطوب ومقاومت کم نسبت به آبکافت که لازم است برطرف شوند. یکی از راه های حل این مشکل، افزودن مواد معدنی به ویژه سیلیکات های لایه ای در مقیاس نانو به ماتریس پلی یورتان است. با این روش مقاومت نسبت به آب، مقاومت گرمایی، خواص مکانیکی و مدول افزایش می یابد. در این پژوهش، نانوکامپوزیت های پلی یورتانی بر پایه آب با استفاده از پلی ال از نوع پلی تترامتیلن گلیکول، ایزوفورون دی ایزوسیانات، دی متیلول پروپیونیک اسید(امولسیون کننده داخلی) و تری اتیل آمین(خنثی کننده) و همچنین، کلویزیت 30B به عنوان فاز تقویت کننده در مقادیر 1، 3 و 5 درصد سنتز و خواص نمونه ها بررسی شد. برای مطالعه قطبیت نمونه ها از آزمون زاویه تماس، مشاهده چگونگی پخش نانوذرات در نمونه ها از پراش پرتو X و میکروسکوپ الکترونی عبوری، بررسی خواص گرماوزن سنجیی و بررسی خواص دینامیکی مکانیکی، آزمون DMTA به کار گرفته شد. نتایج آزمایش ها نشان داد، افزودن خاک رس به نمونه پلی یورتانی سبب کاهش جذب آب، افزایش پایداری گرمایی، مدول، اندازه ذرات و زاویه تماس می شود.

    کلید واژگان: پلی یورتان پایه آبی, نانوخاک رس, سیلیکات لایه ای, پایداری گرمایی, نانوکامپوزیت}
    H. Honarkar, M. Barikani

    In recent years، waterborne polyurethanes as in coatings and adhesives formulations have attracted considerable attention because they are non-toxic، non-flammable and friendly to environment. Besides environmental management، the flexibility، low temperature property، high tensile strength، good adhesion and improved rheological property are specific properties of waterborne polyurethanes. Also low production cost of water borne polyurethanes over solvent-borne polyurethanes is also a reason for their applications. However، these materials have some defects such as weak water resistance and low adhesion in the moisture environment due to sensitivity of their hydrophilic ionic bonds، ether groups، urethane and ester groups to hydrolysis which need to be improved. Also، low heat resistance of these materials is due to a relatively low crystalline melting point or glass transition temperature of hard segments. One of the ways to solve this problem and improve its properties for different applications is the addition of inorganic fillers especially nano-sized layered silicates within polyurethane matrix. In this way water resistance، heat resistance، mechanical properties and modulus increase simultaneously. In this research، waterborne polyurethane nanocomposites with PTMG polyol، IPDI، DMPA (internal emulsifier)، TEA (neutralizer) and 1، 3 and 5weight % of Cloisite 30B as reinforcement were synthesized and characterized. Polarity of the samples was investigated by contact angle test and dispersion of nano particles in the samples was characterized by X-Ray and TEM، Thermal properties and dynamic mechanical properties were measured by TGA and DMTA، respectively. The results showed that incorporation of clay into polyurethanes did reduce water absorption and increased heat resistance، modulus، particle size and contact angle. In recent years، waterborne polyurethanes including coatings and adhesives have attracted considerable attention because they are non-toxic، non-flammable and friendly to environment. Besides environmental management، flexibility، low temperature property، high tensile strength good adhesion and improved rheological property are specific evidence of waterborne polyurethanes. Also low production cost of water borne polyurethane over solvent-borne polyurethanes is also a reason for their applications. However، these materials have some defects such as weak water resistance and low adhesion in the moisture environment due to sensitivity of their hydrophilic ioned bonds، ether groups، urethane groups and ester groups to hydrolysis which are needed to be improved. Also، low heat resistance of these materials is due to relatively low crystalline melting point or glass transition temperature of hard segments. One of the ways to solve this problem and improve its properties for different application is the addition of inorganic fillers especially nanosized layered silicates within polyurethane matrix. In this way water resistance، heat resistance، mechanical properties and modulus increase. In this research، waterborne polyurethane nanocomposites with PTMG polyol، IPDI، DMPA (internal emulsifier)، TEA (neutralizer) and 1، 3 and 5weight % of cloisite 30B as reinforcement were synthesized and characterized. Polarity of the samples was investigated by Contact angle test، dispersion of nano particles in the samples were characterized by X-Ray and TEM، Thermal properties and dynamic mechanical properties were measured by TGA and DMTA respectively. Results showed that incorporation of clay into polyurethane samples caused the reduction of water absorption، increasing of heat resistance، modulus، particle size and contact angle.

    Keywords: waterborne polyurethane, nanoclay, layer silicate, thermal stability, Nanocomposite}
  • سارا باجقلی، کبری سعادتی، قاسم نادری، حسین بوهندی
    رزین های اپوکسی پیش پلیمرهایی هستند که در ساختار آنها بیش از یک حلقه اکسیران وجود دارد. این رزین ها پس از پخت به پلاستیک های گرماسخت یا شبکه ای شده تبدیل می شوند. اهمیت این رزین ها به جهت پایداری گرمایی، شیمیایی و ابعادی زیاد و انبساط گرمایی کم آن ها است. مقاومت گرمایی این رزین های با عواملی چون، ساختار رزین، نوع عامل پخت، محتوای کلر و واکنش پخت در ارتباط است. با توجه به نیاز مبرم بسیاری از صنایع از جمله صنایع هوافضا به رزین های گرما مقاوم، رزین های اپوکسی در بازارهای جهانی مورد توجه قرار گرفته اند. در این مقاله، تخریب گرمایی پلیمرها و چگونگی مقاوم سازی رزین های اپوکسی در برابر گرما با روش هایی چون کامپوزیت کردن با ذرات نانو، آلیاژسازی با استفاده از پلیمرهای گرما مقاوم، عامل دار کردن رزین های اپوکسی بررسی می شود.
    کلید واژگان: رزی, ن اپوک, سی, حلقه اکسیران, پلاستیک گرما سخت, پایداری گرمایی, تخریب گرمایی}
    Sara Bajgholi, Kobra Saadati, Ghasem Naderi, Hossein Bouhendi
  • احمد ربیعی، امیر ارشاد لنگرودی، هاجر جمشیدی، مهدی گیلانی
    پلی آکریل آمیدها درشت مولکول های محلول در آب هستند. این پلیمرها به دلیل داشتن قابلیت انعقاد و جداسازی فازهای جامد و مایع از یکدیگر، کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف از جمله معادن، تصفیه پساب صنعتی، دباغی و کاغذ سازی دارند. از سوی دیگر، استفاده از هیبرید ترکیبات آلی- معدنی شامل پلیمر و نانوذرات معدنی به طور روزن افزون گسترش یافته است. در این پژوهش، هیبرید آلی- معدنی پلی آکریل آمید - سیلیکا به روش پلیمرشدن رادیکالی آزاد در محلول تهیه شد. برای تهیه نانوکامپوزیت، ابتدا سطح نانوذرات سیلیکا در شرایط اسیدی فعال و با عامل اصلاح کننده 3- تری متوکسی سیلیل پروپیل متاکریلات به روش سل- ژل در محیط آبی اصلاح شد. سپس، مونومر آکریل آمید با استفاده از نانوذرات اصلاح شده به کمک آغازگر رادیکالی پتاسیم پرسولفات کوپلیمر شد. ساختار شیمیایی نانوذرات سیلیکای اصلاح سطحی شده و نانوکامپوزیت تهیه شده به روش طیف سنجی FTIR بررسی و تایید شد. شکل شناسی نانوکامپوزیت حاصل به روش میکروسکوپی الکترونی پویشی بررسی شد. این روش سطح کامپوزیت را بدون جدایی فاز نشان داد. نحوه پراکنش ذرات در پلیمر به کمک روش SEM-EDX بررسی شد. نتایج نشان داد که نانوذرات در پلیمر به طور یکنواخت پراکنده شده اند. تصویر میکروسکوپی الکترونی عبوری نیز پراکنش ذرات سیلیکا را در مقیاس نانو در کامپوزیت هیبریدی تایید کرد. بیشتربودن پایداری گرمایی نانوکامپوزیت هیبریدی در مقایسه با هوموپلیمر آکریل آمید که به روش گرماوزن سنجی ارزیابی شد، موید واکنش نانوذرات اصلاح شده و وجود آنها در زنجیر پلی آکریل آمید است. خاکستر حاصل از نانوکامپوزیت هیبریدی نیز به روش تجزیه EDX بررسی شد که نتیجه حاصل وجود ذرات سیلیس را در ساختار آن تایید می کند.
    کلید واژگان: پلی آکریل آمید, نانوذرات سیلیکا, نانوکامپوزیت هیبریدی, پلیمرشدن رادیکالی, پایداری گرمایی}
    Ahmad Rabiee, Amir Ershad Langroudi, Hajar Jamshidi, Medi Gilani
    polyacrylamides are water soluble macromolecules. These polymers are widely used for flocculation, separation and treatment of solid-liquid phase materials. In this research, organic-inorganic hybrid of polyacrylamide/silica nanoparticle is prepared via radical polymerization. First, the silica nanoparticle surfaces were modified by 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane as coupling agent using a sol-gel technique in aqueous media in acidic condition. Afterwards, the modified nanoparticles are copolymerized by acrylamide monomer in presence of a peroxide initiator during a free radical polymerization. The chemical structure of the prepared modified nano-silica as well as polyacrylamide nanocomposite was studied and confirmed by FTIR spectroscopy technique. The morphology of nanocomposite was investigated by scanning electron microscopy. The SEM micrograph showed that the surface of the composite did not display any phase separation. Nanoparticles distribution was investigated by SEM-EDX technique. The results showed a uniform distribution of particles throughout the polymer bulk. TEM analysis showed the presence of silica nanoparticles in bulk of polymer which is an indicative of suitable dispersion of nanoparticles. The thermal stability of hybrid nanocomposite with that of polyacrylamide was compared by TGA technique. The higher thermal stability of hybrid nanocomposite with respect to homopolymer is indicative of a reaction between the modified nanoparticles and polyacrylamide chain. The presence of silicaparticles in copolymer was also confirmed with EDX analysis in ash content of hybrid nanocomposite.
  • میراسد میرزاپور، حسن رضایی حقیقت، زهرا اسلامی
    مواد فداشونده نقش بسیار مهمی در صنایع هوافضا دارند. این ترکیبات سامانه محافظ گرمایی ایجاد می کنند که از سازه ها، سطوح آیرودینامیکی، محموله ها و فضا پیماها طی پرواز با سرعت فراصوت محافظت می کند. در این پژوهش، اثر افزودن تاخیرانداز شعله زیرکونیم اکسید بر خواص فداشوندگی کامپوزیت های فنولی الیاف پنبه نسوز بررسی شد. کامپوزیت های فداشونده فنولی الیاف پنبه نسوز با درصدهای متفاوت پرکننده زیرکونیا، با اندازه ذرات حدود 7 μm، از 7 تا % 21 و تعداد لایه های الیاف پنبه نسوز 3 تا 6 لایه با فرایند اتوکلاو ساخته شد. چگالی کامپوزیت های ساخته شده در محدوده 68 / 1 تا 1/88 g/cm3 قرار داشت. خواص مکانیکی، گرمایی و فداشوندگی کامپوزیت های ساخته شده و نیز خواص فداشوندگی کامپوزیت ها با آزمون اکسی استیلن بررسی شد. زمان لازم برای سوراخ شدن کامپوزیت ها، سرعت خوردگی خطی آنها و دمای پشت کامپوزیت ها در 20 ثانیه اول آزمون محاسبه شد. پایداری گرمایی کامپوزیت ها با گرما وزن سنجی در جو نیتروژن یا هوای خشک تا دمای 100 °C انجام شد، وزن نمونه ها 20 mg بود و سرعت گرمادهی آزمون برابر 10°C/min تنظیم شد. نتایج نشان داد، وقتی مقدار زیرکونیا از 7 به % 21 افزایش می یابد. سرعت خوردگی و دمای پشت قطعه کامپوزیت ها به ترتیب 24 و 26% کاهش می یابد، در حالی که ظرفیت گرمایی قطعه % 85 افزایش می یابد. وقتی تعداد لایه های تشکیل دهنده کامپوزیت ها از 3 به 6 و ضخامت کامپوزیت از 2/ 4 به 10/1 mm افزایش می یابد، زمان لازم برای سوراخ شدن کامپوزیت % 226 افزایش می یابد. بررسی استحکام خمشی سه نقطه ای این کامپوزیت ها نشان داد که استحکام خمشی این سازه های کامپوزیتی وقتی به حداکثر مقدار می رسد که مقدار زیرکونیای به کار رفته در حدود 14 % باشد.
    کلید واژگان: فداشونده, کامپوزیت فنولی, مدت زمان سوختن, پایداری گرمایی, سرعت خوردگی}
    Mir Asad Mirzapour, Hasan Rezaei Haghighat, Zahra Eslami
    Ablative materials play a strategic role in aerospace industry. These materialsproduce a thermal protection system which protects the structure، theaerodynamic surfaces and the payload of vehicles and probes duringhypersonic flight through a planetary atmosphere. In this work، we investigatedthe effect of refractory zirconium oxide on mechanical، heat stability and ablationproperties of asbestos/phenolic/zirconia composites. The asbestos/phenolic/zirconiacomposites were produced with different percentages of zirconia filler from 7 to 21%with average size of 7 μm and different number of layers of asbestos، say 3 to 6layers. These ablative composites were made by an autoclave curing cycle process. The densities of the composites were in the range of 1. 68 to 1. 88 g/cm3. Ablation properties of composites were determined by oxy-acetylene torch environment and burn-through time، erosion rates and back surface temperature in the first required 20 seconds. Thermal stability of the produced materials was estimated by means of thermal gravimetric analysis، in both air and nitrogen which consisted of dynamic scans at a heating rate of 10°C/min from 30 to 1000°C with bulk samples of about 20±1 mg. The results showed that when the amount of zirconia was raised from 7% to 21%، the erosion rate and the back surface temperature of composites increased by about 24% and 26% respectively، and the heat capacity of the composites increased byabout 85%. Also، the result showed that when the thickness of composites of 4. 2 mm was increased to 10. 1mm the burn-through time raised by about 226% and erosion rate dropped by about 41%. These composites displayed the maximum flexural strength when the amount of zirconia was about 14%.
    Keywords: ablative, phenolic composite, burn, through time, thermal stability, erosion rate}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال