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 "epoxy resin" در نشریات گروه "مهندسی شیمی، نفت و پلیمر"

تکرار جستجوی کلیدواژه «epoxy resin» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • بتول واشقانی فراهانی، محمدحسین بهشتی*، سعید بازگیر

    فرضیه: 

    در این پژوهش، با سه نوع رزین اپوکسی بر پایه دی گلیسیدیل اتر بیس فنول A، فتالیک انیدرید و شتاب دهنده آلکانول آمین، چند محصول افزایشی به عنوان شتاب دهنده تاخیری پخت سامانه های تک جزیی اپوکسی-دایسی تهیه شد. این محصولات افزایشی با شتاب دهنده آزمایشگاهی و صنعتی و نیز با سه نوع رزین اپوکسی Epikote 828 ،Epiran 06 و ML 504 تهیه شدند. محصولات افزایشی تهیه شده با Epikote 828 و شتاب دهنده آزمایشگاهی قبلا بررسی شده به عنوان مرجع درنظر گرفته شدند. به نظر می رسد، بتوان با شتاب دهنده صنعتی و تغییر نوع رزین اپوکسی، شتاب دهنده تاخیری جدید، کارآمد و در دسترسی تهیه کرد.  

    روش ها

    چهار نوع محصول افزایشی مختلف تهیه شد. چهار فرمول بندی مختلف اپوکسی-دایسی با چهار نوع محصول افزایشی بر پایه شتاب دهنده صنعتی و یک فرمول بندی دارای شتاب دهنده صنعتی نیز به عنوان مرجع مقایسه، تهیه شد. برای ارزیابی محصولات افزایشی تهیه شده و اثر آن در فرمول بندی از آزمون های دمای ذوب، تغییرات گران روی با زمان، زمان ژل شدن، گرماسنجی پویشی تفاضلی و نیز از آزمون های برشی لبه ای، کشش عرضی و میکروسکوپ الکترونی پویشی برای بررسی اثر آن بر خواص مکانیکی کامپوزیت نهایی استفاده شد و تمام موارد با نمونه مرجع مقایسه شد. 

    یافته ها

    دمای ذوب تمام محصولات افزایشی تهیه شده بیش از دمای محیط بود، بنابراین در دمای معمولی جامد بودند. نتایج آزمون ها نشان داد، محصول افزایشی دارای شتاب دهنده صنعتی در فرمول بندی اپوکسی-دایسی، زمان ژل در دمای زیاد را کوتاه تر، تغییرات گران روی در دمای محیط و عمر کاربری را بیشتر کرده اما دمای پخت را تغییر محسوسی نمی دهد. کامپوزیت ساخته شده با محصول افزایشی دارای رزین ML 504، خواص مکانیکی کمتری داشت. در مجموع محصول افزایشی ساخته شده با رزین های Epiran 06 یا Epikote 828 به همراه شتاب دهنده صنعتی، شتاب دهنده تاخیری جدید و کارآمدی بوده و برای تهیه سامانه های تک جزیی اپوکسی-دایسی مناسب است.

    کلید واژگان: ماده افزایشی, شتابدهنده تاخیری, پیش آغشته, رزین اپوکسی, الیاف کربن
    Batoul Vasheghani Farahani, Mohammad Hosain Beheshty *, Saeid Bazgir

    Hypothesis: 

    Some adducts were prepared from three kinds of DGEBA-based epoxy resins, phthalic anhydride and an alkanol amine accelerator, as a latent accelerator for one-pot epoxy/dicy systems. These adducts come with two kinds of accelerators: DMP-30 A, which is lab-grade and Ax-10, which is industrial-grade, as well as DGEBA based epoxy resins Epikote 828, Epiran 06 and ML 504. The adduct made of Epikote 828 and DMP-30 A was considered as a reference. It seems that it might be possible to prepare a new efficient latent accelerator with change of epoxy resin and accelerator.

    Methods

    For this purpose, four different adducts with resins and accelerators and four different epoxy/dicy mixtures with four adduct types and AX-10 accelerator and one with no adduct as a reference were prepared. Measuring the melting point, viscosity build-up versus time, gelation time, non-isothermal differential scanning calorimetry (DSC) and glass transition temperature characterization and also lap shear, interlaminar shear strength, transvers tensile and scanning electron microscope (SEM) were used to study the latent properties of the prepared adducts in the epoxy/dicy system and find its effect on mechanical properties of the final composites and all were compared with references.

    Findings

    Melting point of all adducts is above room temperature, so they are solid at room temperature. The results show that the adducts containing the industrial accelerator in one-pot epoxy/dicy system has lower gel time at high temperature, higher viscosity changes at ambient temperature and pot life and has made no significant change in cure temperature. The mechanical properties of the composite made with an adduct consisting of ML 504 resin are accompanied by a decrease in the related values. In general, the adduct made with Epiran 06 or Epikote 828 resin and industrial accelerator is an efficient and new latent accelerator and is suitable for preparing one-pot epoxy/dicy systems.

    Keywords: adduct, latent accelerator, prepreg, epoxy resin, carbon fiber
  • حمیدرضا آقایی، مهدی ورسه ای*، سعید آجلی، مهدی کمالی دولت آبادی، محمداسماعیل یزدانشناس

    هدف از  تحقیق حاضر بررسی مدول برشی کامپوزیت زمینه پلیمری است. به همین منظور  برای تقویت کامپوزیت  از منسوج  متعامد سه بعدی استفاده شد. نخ ها در ساختار منسوج تولید شده به روش متعامد دارای تجعد کمتری در مقایسه با سایر روش های تولید پارچه سه بعدی هستند. نمونه های کامپوزیتی در دو نوع مختلف یکی با کسر حجمی بالای الیاف HVF و دیگری با کسر حجمی پایین الیاف LVF با دو نوع رزین اپوکسی و پلی استر با استفاده از روش پمپ خلا تولید و تحت آزمون پیچش قرار گرفتند. در گام بعدی مدل سازی عددی در نرم افزار آباکوس انجام شد. نتایج نشان داد مدول برشی و مقاومت پیچشی کامپوزیت LVF با ماتریس اپوکسی نسبت به پلی استر، به ترتیب به میزان 7% و 11% افزایش یافت. مقایسه نتایج شبیه سازی با روش تجربی نشان داد مدول برشی حاصل از مدل سازی دارای خطایی کمتر از 10 درصد نسبت به مدول برشی کامپوزیت ساخته شده بود بنابراین می توان از روش شبیه سازی برای پیش بینی خواص مکانیکی کامپوزیت استفاده نمود.

    کلید واژگان: منسوج متعامد سه بعدی, رزین اپوکسی و رزین پلی استر, کامپوزیت, آزمون پیچش, مدل اجزا محدود
    HamidReza Aghaei, Mehdi Varsei *, Saeed Ajeli, Mehdi Kamali Dolatabadi, MohammadEsmail Yazdanshenas

    The purpose of the present research is to investigate the shear modulus of the polymer matrix composite. For this purpose, 3D orthogonal fabric was used to strengthen the composite. Threads in the woven structure produced by the orthogonal method have less wrinkling compared to other 3D fabric production methods. Composite samples in two different types, one with a high volume fraction of HVF fibers and the other with a low volume fraction of LVF fibers, were produced with two types of epoxy resin and polyester using the vacuum pump method and were subjected to torsion testing. In the next step, numerical modeling was done in Abaqus software. The results showed that the shear modulus and torsional strength of LVF composite with epoxy matrix increased by 7% and 11%, respectively. Comparison of the simulation results with the experimental method showed that the shear modulus obtained from the modeling had an error of less than 10% compared to the shear modulus of the composite, so the simulation method can be used to predict the mechanical properties of the composite.

    Keywords: 3D orthogonal fabric, epoxy resin, polyester resin, Composite, torsion test, Finite element model
  • محمدحسین کرمی، محمدرضا کلائی*

    فرایند پخت رزین های اپوکسی با سخت کننده ها، منجر به افزایش چگالی شبکه ای می شود و خواص رزین سخت شده، بسته به شرایط پخت، تحت تاثیر قرار می گیرد. برای بهبود خواص نهایی رزین های اپوکسی، استفاده از نانو ذرات آلی و معدنی پیشنهاد شده است. یکی از نانوذراتی که اخیرا طرفدار یافته، گرافن اکساید و مشتقات آن است. در این مقاله، مدل های متنوع ارایه شده در سینتیک پخت ترکیبات هیبریدی اپوکسی/ نانو ذرات گرافن اکساید، ارزیابی و دلایل انحراف نتایج آزمایشگاهی و تجربی با نتایج مدل سازی تشریح شده است. هم چنین مقایسه هر یک از این مدل ها با نتایج تجربی نشان داده است که مدل سیستاک برگرن و کمال نسبت به سایر مدل ها دارای انطباق بالاتری با نتایج تجربی است و می تواند به عنوان مبنای قابل اتکایی برای توصیف فرایند پخت رزین های اپوکسی حاوی نانو ذرات گرافن اکساید در نظر گرفته شود

    کلید واژگان: نانوگرافن اکساید, رزین اپوکسی, سینتیک پخت, مدل سیستاک برگرن, مدل کمال
    Mohammad Hossein Karami, Mohammad Reza Kalaee *

    The process of curing the epoxy resins with hardeners leads to an increase in crosslink density and the properties of the hardened resin are affected, depending on the curing conditions. To improve the final properties of epoxy resins, the use of organic and inorganic nanoparticles has been suggested. One of the recently attended nanoparticles is graphene oxide and its derivatives. In this paper, various models presented in the curing kinetics of epoxy/ graphene oxide hybrid compounds have been evaluated and the reasons for the deviation of laboratory and experimental results with modeling results have been explained. Also, comparison of each of these models with experimental results has shown that Sestak-Berggren and Kamal model has higher adaptation to experimental results than the other models and can be used as a reliable basis for describing the curing process of epoxy resins containing graphene oxide nanoparticles.

    Keywords: NanoGraphene Oxide, Epoxy resin, Curing Kinetics, Sestak-Berggren Model, Kamal Model
  • محمدرضا کلائی*، محمد حسین کرمی
    رزین های اپوکسی به علت ساختار شبکه ای و مقاومت ضعیف در برابر رشد ترک، معمولا دارای ساختار شکننده است.  بنابراین، افزایش چقرمگی رزین های اپوکسی با وجود نانوذرات پلیمری، از زمینه های مورد توجه پژوهشگران است. مطالعه تخریب نانوکامپوزیت های اپوکسی و مدل سازی سینتیک تخریب به طور گسترده به ابزار اساسی برای مهندسان تبدیل شده است. با این کار می توان پایداری گرمایی مواد را پیش از به کارگیری در صنعت پیش بینی کرد که به کاهش هزینه ها و افزایش کیفیت محصول منجر می شود. اصلاح سطح نانولوله های کربنی و پراکنش نانوذرات دو عامل مهم در پایداری گرمایی نانوکامپوزیت های اپوکسی در مجاورت نانولوله های کربنی است. نمونه هیبرید نانوکامپوزیت اپوکسی در مجاورت نانولوله های کربنی چنددیواره و نانوذرات رس نشان داد، وجود هم زمان نانولوله های کربنی و نانوذرات رس می تواند به عنوان عامل بازدارنده تخریب گرمایی عمل کند و انرژی فعال سازی  واکنش تخریب را نسبت به نمونه دیگر افزایش دهد. در این مقاله، اثر نانولوله های کربنی بر شکل شناسی، خواص ریولوژیکی و مکانیکی، تجزیه گرماوزن سنجی، پایداری گرمایی، رزین اپوکسی و مدل سازی سینتیک تخریب نانوکامپوزیت های اپوکسی در مجاورت نانولوله های کربنی مرور می شود.
    کلید واژگان: نانولوله کربنی, رزین اپوکسی, سینتیک تخریب, مدل سازی, تجزیه گرماوزن سنجی (TGA)
    Mohammadreza Kalaee *, Mohammad Hossein Karami
    Epoxy resins usually have a brittle structure due to the cross-linked structure and poor resistance to crack growth. Therefore, increasing the toughness of epoxy resins in the presence of polymer nanoparticles is one of the fields of interest for researchers. Studying the degradation of epoxy nanocomposites and modeling the degradation kinetics have become widely used as an essential tool for engineers to predict the thermal stability of materials before using in industry, which leads to reduction in costs and an increase in product quality. Surface modification of carbon nanotubes and dispersion of nanoparticles are two important factors in the thermal stability of epoxy nanocomposites in the presence of carbon nanotubes. Hybrid epoxy nanocomposite in the presence of multi-walled carbon nanotubes and clay nanoparticles showed that the simultaneous presence of these nanoparticles can act as a preventive agent against thermal degradation and increase the activation energy of the degradation reaction. In this article, the effect of carbon nanotubes on morphology, rheological and mechanical properties, thermal gravimetric analysis, thermal stability of epoxy resin, and modeling of degradation kinetics of epoxy nanocomposites in the presence of carbon nanotubes are reviewed.
    Keywords: carbon nanotube, epoxy resin, Degradation Kinetics, modeling, thermal gravimetric analysis (TGA)
  • مهدی پیامنی، حسن فتاحی*، مهرزاد مرتضایی
    امروزه استفاده از پیش آغشته های پلیمری موجب سرعت بخشیدن به فرایند کامپوزیت سازی و آسانی شکل دهی آن ها شده است. برای تهیه پیش آغشته اپوکسی لازم است تا رزین به مقدار کمی پخت شود تا بتواند شکل کلی پیش آغشته را حفظ کند و الیاف را کنار یکدیگر نگه دارد. از آنجا که رزین های اپوکسی برای پخت نیاز به گرما دارند و گرما طی واکنش پخت آزاد می شود، کنترل میزان پخت آن ها در مرحله پیش پخت همواره با مشکل مواجه است. میزان پیشرفت واکنش پخت رزین، تعیین کننده خواص مکانیکی و فرایندپذیری پیش آغشته است. از روش های کنترل میزان پخت رزین اپوکسی برای استفاده در پیش آغشته ها، به کارگیری دو سامانه پخت مختلف با شرایط واکنش متفاوت نسبت به یکدیگر با عنوان سامانه پخت دوگانه است. در این مقاله، ضمن معرفی انواع سامانه های پخت دوگانه به کاررفته برای رزین اپوکسی مانند اپوکسی-آکریلات، اپوکسی-فنول، اپوکسی-تیول، اپوکسی-سیلوکسان، اپوکسی-نمک سولفونیوم و اپوکسی-آمین، کاربرد هر یک از این سامانه ها مرور شده است. با توجه به تنوع مدل های پخت دوگانه رزین اپوکسی، می توان از مدل ها و سامانه های پخت دوگانه مختلف برای کنترل خواص پیش آغشته مانند چسبناکی، درصد پخت، مدت عمر انباری و همچنین بهبود خواص کامپوزیت نهایی استفاده کرد. مطالعات انجام شده نشان می دهد، برای افزایش عمر انباری پیش آغشته ها، استفاده از واکنش کلیک با آغازگر نوری برای انجام واکنش مرحله اول پخت و واکنش کلیک گرمایی برای مرحله دوم پخت، بیشترین بازده را دارد.
    کلید واژگان: رزین اپوکسی, پیش آغشته, پخت دوگانه, عمر انباری, پیش پخت
    Mahdi Payamani, Hassan Fattahi *, Mehrzad Mortezaei
    Nowadays, the use of prepregs has accelerated the composite manufacturing and has facilitated their processing. To prepare the epoxy prepregs, it is necessary to cure the resin slightly in order to maintain the overall shape of the prepreg and to hold the fibers together. Since epoxy resins require heat for curing and heat is release during the curing reaction, it is always difficult to control the degree of cure in the precuring stage. The progress of precuring reaction determines the mechanical properties and processability of the prepregs. One of the methods to control the degree of cure of epoxy resin for use in prepregs is to use two different curing systems with different conditions for each stage called dual curing system. In this article, while introducing the types of dual curing systems used for epoxy resin such as epoxy-acrylate, epoxy-phenol, epoxy-thiol, epoxy-siloxane, epoxy-sulfonium salt and epoxy-amine, the application of each system is reviewed. Due to the diversity of dual curing systems, different systems can be used to control the prepregs properties such as viscosity, curing percentage, shelf life and also improve the properties of the final composite. Studies show that, in order to increase the shelf life of prepregs using the click reaction with an optical initiator to perform the reaction of the first stage of curing and the thermal click reaction for the second stage of curing are most effective.
    Keywords: epoxy resin, prepreg, Dual curing, shelf life, precuring
  • محمد رفیعی، سید مرتضی مظفری آهنگرکلایی*، حامد سلیمی کناری
    فرضیه

     رزین اپوکسی به دلیل خواص منحصربه فرد، در صنایع مختلف از جمله هوافضا و الکترونیک و تهیه چسب ها، رنگ ها و پوشش ها، به کار گرفته می شود. عوامل پخت اپوکسی ها را می توان به دو گروه معمولی (پخت محیطی یا پخت گرمایی) و تاخیری دسته بندی کرد. عوامل پخت تاخیری اضافه شده به رزین اپوکسی در شرایط معمول پایدارند، اما وقتی در معرض محرک بیرونی از قبیل گرما قرار گیرند، به سرعت موجب پخت رزین اپوکسی می شوند. کپسول دارکردن عامل پخت یکی از روش های اقتصادی تهیه عوامل پخت تاخیری یا غیرفعال بوده که توجه زیادی را جلب کرده است. غلظت عوامل پخت تاخیری کپسول دارشده بر خواص مکانیکی رزین اپوکسی پخت شده اثر زیادی دارد.

    روش ها

    با آزمون های دینامیکی مکانیکی گرمایی و سختی، اثر غلظت میکروکپسول دارای عامل پخت 1-متیل ایمیدازول با دیواره اپوکسی جامد بر خواص مکانیکی رزین اپوکسی پخت شده بررسی شد.

    یافته ها

    اثر غلظت های 20، 25، 30 و 35phr میکروکپسول در اپوکسی مایع بر مدول ذخیره (′E) و تانژانت زاویه فازی (tanδ) بررسی شد. نتایج نشان داد، با افزایش غلظت میکروکپسول در نمونه های پخت شده، مدول ذخیره به دلیل افزایش مقدار عامل پخت و در پی افزایش چگالی اتصال های عرضی، افزایش می یابد. از طرفی نتایج نشان داد، رزین اپوکسی مایع پخت شده با 30phr میکروکپسول، بیشترین دمای گذار شیشه ای (48C) را دارد. همچنین آزمون سختی، نتایج آزمون دینامیکی مکانیکی-گرمایی را در غلظت بهینه میکروکپسول تایید می کند. همچنین نتایج نشان داد، در دمای 30C، با افزایش غلظت میکروکپسول از 20phr تا 25phr مدول ذخیره کاهش می یابد. اما، با افزایش بیشتر غلظت میکروکپسول، مدول ذخیره سامانه رزین اپوکسی پخت شده افزایش می یابد. به طوری که در این دما، رزین اپوکسی پخت شده با 35phr میکروکپسول، بیشترین مدول ذخیره (723MPa) را دارد.

    کلید واژگان: رزین اپوکسی, عامل پخت تاخیری, میکروکپسول, غلظت عامل پخت, آزمون دینامیکی- مکانیکی- حرارتی
    Mohammad Rafie, Seyed Morteza Mozaffari *, Hamed Salimikenari
    Hypothesis

     Epoxy resin is used in various industries such as adhesives, paints and coatings, aerospace and electronics due to its unique attributes. Epoxy curing agents can be generally classified in two groups of normal (room or high temperature) and latent curing agents. Latent curing agents are mixed with epoxy resins to obtain stable compounds at normal conditions. These compounds can cure epoxy resins rapidly when exposed to external stimulation, such as heat. Capsulation of curing agent as a cost-effective method has attracted an extensive attention to prepare non-reactive or latent curing agents. The concentration of microencapsulated latent curing agent significantly affects the final mechanical properties of cured epoxy resins.

    Methods

    The effect of concentration of microcapsules containing curing agent of 1-methyl imidazole by solid epoxy shell on the mechanical properties of epoxy resin was investigated using dynamic mechanical thermal analysis.

    Findings

    The effect of 20, 25, 30 and 35 phr (per hundred resin) microcapsules concentration in liquid epoxy on storage modulus (E′) and phase angle tangent (Tanδ) was investigated. The results showed that increasing the concentration of microcapsules in cured samples causes to advance storage modulus due to increasing the amount of curing agent and consequently increasing the density of crosslinks. On the other hand, it was found that liquid epoxy resin cured with 30 phr microcapsules has the highest glass transition temperature (48°C). The hardness test results also confirmed the results of thermal-mechanical dynamic test at the optimum microcapsule concentration. The results also indicated that at 30°C the storage module decreased by increasing microcapsule concentration from 20 to 25 phr.  The storage modulus of cured epoxy resins increased to higher values by increases in microcapsule concentration. Therefore, the epoxy resin cured by 35 phr microcapsule showed the highest storage module (723 MPa).

    Keywords: epoxy resin, latent curing agent, microcapsule, Concentration of Curing Agent, Dynamic Mechanical Thermal Analysis
  • محمدرضا کلائی*، محمدحسین کرمی

    مطالعه تخریب نانوکامپوزیت های اپوکسی بسیار مهم است، زیرا می تواند محدوده دمایی و طول عمر سامانه را مشخص کند. مدل سازی سینتیک تخریب به طور گسترده به ابزاری اساسی برای مهندسان تبدیل شده است که دوام گرمایی مواد را پیش از به کارگیری در صنعت پیش بینی می کند. این کار به کاهش هزینه ها و توسعه محصول، هزینه ساخت و زمان و ارتقای کیفیت محصول طراحی شده، منجر می شود. پراکنش و توزیع نانوذرات خاک رس در ماتریس رزین اپوکسی دو عامل مهم اثرگذار بر خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت های اپوکسی هستند. همچنین، خواص سدی نانوذرات خاک رس یا سیلیکات لایه ای در برابر هیدروژن، اکسیژن و نوع ساختار آن می تواند باعث پایداری گرمایی رزین اپوکسی شود. اصلاح سطح نانوذرات خاک رس می تواند باعث تاخیر در واکنش تخریب نانوکامپوزیت های اپوکسی شود. درصد افزودن نانوذرات خاک رس به ماتریس رزین اپوکسی و نوع فرایند تولید آن، دو عامل مهم در بررسی سینتیک تخریب رزین اپوکسی با وجود نانوذرات خاک رس هستند. در این مقاله، اثر نانوذرات خاک رس اصلاح شده و نشده بر سینتیک تخریب رزین اپوکسی و مدل های متفاوت سینتیک تخریب، انرژی فعال سازی واکنش تخریب، تجزیه گرماوزن سنجی و درصد کاهش وزن بررسی و اثر انواع متفاوت نانوذرات خاک رس بر سینتیک تخریب رزین اپوکسی مرور شده است.

    کلید واژگان: نانوذرات خاک رس, نانوذرات خاک رس اصلاح شده, رزین اپوکسی, سینتیک تخریب, مدل سازی
    Mohammadreza Kalaee *, Mohammadhossein Karami

    The sudy of degradation kinetics of epoxy nanocomposites is very important because it can determine the temperature range and service life of the sysem. Degradation kinetics modeling has become widely used as an essential tool for engineers to predict the thermal durability of materials before their usage in indusry, leading to reduced coss and product development, manufacturing coss, time and quality of the designed product. Dispersion and disribution of clay nanoparticles in epoxy resin matrix are two important factors in the physical and mechanical properties of epoxy nanocomposites. Also, the inhibitory properties of clay nanoparticles or layered silicates agains hydrogen and oxygen, as well as the type of sructure can cause thermal sability of epoxy resin. Surface modifcation of the clay nanoparticles could play a delaying role in the degradation reaction of epoxy nanocomposites. The content of the added clay nanoparticles and the type of production process  are two important factors in invesigating the degradation kinetics of epoxy resin in the presence of clay nanoparticles. In this paper, the efect of modifed and unmodifed clay nanoparticles on the degradation kinetics of epoxy resin and diferent models of degradation kinetics, activation energy, thermogravimetric analysis and weight loss percentage and the efect of diferent types of clay nanoparticles on the degradation kinetics of epoxy resin are reviewed.

    Keywords: clay nanoparticles, modifed clay nanoparticles, epoxy resin, Degradation Kinetics, modeling
  • 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
  • محمدرضا کلائی*، محمدحسین کرمی

    نانوکامپوزیت های گرماسخت، به دلیل استحکام و خواص فیزیکی و مکانیکی ویژه در مقایسه با مواد فلزی، کاربرد بسیاری در ساخت وسایل خانگی، الکتریکی، پوشش ها و وسایل ورزشی و بهداشتی دارند. خواص گرمایی نانو کامپوزیت های اپوکسی به چسبندگی بین نانوذرات و ماتریس بستگی دارد. همچنین، طراحی نانوکامپوزیت های اپوکسی با کیفیت و بازده زیاد و خواص فیزیکی و مکانیکی مناسب نیازمند فهم و دانش پدیده هایی است که در زمان  واکنش پخت انجام می شوند. واکنش رزین اپوکسی و عامل پخت و  نیز بررسی سینتیک پخت نقش مهمی در کنترل تغییر شکل ساختار و خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت ها دارد. بررسی و مطالعه پراکنش نانوذرات و انتخاب روش اختلاط مناسب، می تواند موجب بهبود واکنش پخت یا شبکه ای شدن نانوکامپوزیت های اپوکسی شود. همچنین، این کار می تواند از کلوخگی نانوذرات جلوگیری کند که بر واکنش های گرمایی اثرگذارند. نانوذرات آهن اکسید اصلاح شده باعث کاهش انرژی فعال سازی واکنش می شود و زمان واکنش پخت را کاهش می دهد. زمان و دمای واکنش، دو عامل مهم  برای ارزیابی واکنش های شیمیایی پخت هستند. تحلیل مدل سازی سینتیک پخت نانوکامپوزیت های اپوکسی، راه حلی برای غلبه بر مشکلات واکنش های گرمایی است که طی واکنش های پخت روی می دهند. در این مقاله، مدل سازی سینتیک پخت نانوکامپوزیت های اپوکسی و اثر افزودن نانوذرات آهن اکسید اصلاح شده و نشده بر مقدار انرژی فعال سازی، شاخص پخت، خواص ریولوژیکی، مکانیکی و گرمایی معرفی می شوند.

    کلید واژگان: نانوذرات, آهن اکسید, رزین اپوکسی, سینتیک پخت, مدل سازی
    Mohammadreza Kalaee *, Mohammadhossein Karami

    Thermoset nanocomposites, due to their strength and special physical and mechanical properties compared to metal materials, are widely used in the manufacture of household appliances, electrical appliances, coatings and sports equipment, and sanitary wares. The thermal properties of epoxy nanocomposites depend on the adhesion between the nanoparticles and matrix. Also, designing high quality and efficient epoxy nanocomposites with suitable physical and mechanical properties requires understanding the phenomena that occur during the curing reaction. The reaction of epoxy resin and curing agent as well as the study of curing kinetics play an important role in controlling the deformation of the structure and physical and mechanical properties of the composites. Investigating the dispersion of nanoparticles and selecting the appropriate mixing method can improve the curing reaction or crosslinking of epoxy nanocomposites. It can also prevent the agglomeration of nanoparticles, that affect thermal reactions. Modified iron oxide nanoparticles reduce the reaction activation energy and the curing time. Reaction time and temperature are two important factors for evaluating chemical curing reactions. Modeling analysis of curing kinetics of epoxy nanocomposites is a solution to overcome the problems of thermal reactions that occur during the curing reactions. In this paper, the curing kinetics modeling of epoxy nanocomposites and the effect of adding modified and unmodified iron oxide nanoparticles on the amount of activation energy, curing index, and rheological, mechanical and thermal properties are introduced.

    Keywords: nanoparticles, iron oxide, epoxy resin, Curing Kinetics, modeling
  • سید محمدرضا پرن*، قاسم نادری، الناز موحدی فر، محمدرضا صائب

    هدف از انجام این پژوهش، تهیه و بررسی نانوکامپوزیت های برپایه لاستیک آکریلونیتریل بوتادین کربوکسیله (XNBR) و رزین اپوکسی (Epoxy) تقویت شده با هالوسیت نانوتیوب (HNT) می باشد. اثر افزودن ذرات هالوسیت نانو تیوب بر مشخصه های پخت، مورفولوژی، سینتیک پخت و خواص مکانیکی سیستم های دو جزیی لاستیک XNBR و رزین اپوکسی در غلظت های مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفت. بررسی های ریومتری پخت نشان دادند که افزودن نانولوله های هالوسیت به ماتریس XNBR/Epoxy موجب کاهش زمان برشتگی (Scorch time) به میزان 25 درصد و افزایش گشتاور پخت در ماتریس پلیمری گردیده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) از سطح شکست نمونه های کشش نشان داد که نمونه های حاوی HNT دارای سطح شکت زبرتر همراه با توزیع یکنواخت هستند. بررسی سینتیک پخت نمونه های تهیه شده نشان داد که افزودن هالوسیت نانوتیوب به سیستم پلیمری موجب کاهش انرژی فعال سازی مورد نیاز برای شروع واکنش پخت به میزان 40 درصد می گردد. تست های کشش مکانیکی نشان می دهند که افزودن HNT به ماتریس XNBR/Epoxy موجب افزایش هم زمان مدول تا MPa 46/1 و استحکام کششی تا MPa 58/2 شده ولی ازدیاد طول مقداری کاهش می یابد. آنالیزهای انجام شده در خصوص تاثیر افزودن هالوسیت نانوتیوب بر خواص نهایی نانوکامپوزیت های بر پایه XNBR/Epoxy نشان می دهند که با استفاده از این نانوتقویت کننده های طبیعی و ارزان می توان به نانوکامپوزیت هایی با استحکام مکانیکی بالاتر به میزان 40 درصد نسبت به ماتریس پلیمری دست یافت.

    کلید واژگان: لاستیک نیتریل بوتادین کربوکسیله, رزین اپوکسی, هالوسیت نانوتیوب, نانوکامپوزیت, استحکام مکانیکی
    S. M.R. Peran *, GH. Naderi, E. Movahedi far, M.R. Saeb

    The main goal of this research is the preparation and study of nanocomposites based on carboxylated nitrile butadiene rubber )XNBR( and epoxy resin reinforced by halloysite nanotubes )HNTs(. The effect of various HNTs loadings on the cure characteristics, morphology, cure kinetics and mechanical properties of binary XNBR/Epoxy systems was investigated. The results of cure rheometer indicated that the introduction of HNTs into the XNBR/Epoxy matrix leads to a decreased scorch time up 25% and higher maximum torque values. The resulted SEM photomicrographs of fractured section from tension tests revealed a more rough fractured surface of nanocomposites containing HNTs with a distributed of nanotubes into the polymer matrix. The study of cure kinetics show that the introduction of HNTs into the polymer system decreases the activation energy needed for curing reaction up to 40% . The results of tension tests demonstrated a higher Young’s modulus up to 1.46 MPa and tensile strength up to 2.58 MPa with higher loadings of HNTs into the XNBR/ Epoxy matrix. The analyses of XNBR/Epoxy/HNTs nanocomposites indicated that with the natural and inexpensive reinforce nano materials, it is possible to make nanocomposites with higher mechanical strength up to 40% with respect to neat polymer.

    Keywords: Nitrile butadiene rubber, Epoxy resin, Halloysite nanotubes, Nanocomposite, Mechanical strength
  • جمشید کمالی پور، محمدحسین بهشتی*، محمدجلال الدین ظهوریان مهر

    رزین های اپوکسی به دلیل مقاومت عالی در برابر گرما، رطوبت و مواد شیمیایی، استحکام کششی زیاد، جمع شدگی کم حین پخت و پایداری ابعادی عالی، به طور گسترده به عنوان مواد کپسولی کننده در صنایع الکتریکی و الکترونیکی، حمل و نقل، پوشش ها، چسب ها و کامپوزیت های پیشرفته استفاده می شوند. رزین های اپوکسی بسیار اشتعال پذیرند و این ماهیت اشتعال پذیری، کاربرد آن ها را در زمینه هایی که به بازدارندگی زیاد در برابر شعله نیاز باشد، به طور جدی محدود می کند. برای غلبه بر این مسئله چالش برانگیز، چند راهکار مانند استفاده از بازدارنده های شعله بر پایه هالوژن، ترکیبات آلی فسفر (نظیر آمونیوم پلی فسفات و ملامین پلی فسفات)، ترکیبات معدنی (نظیر آلومینیم تری هیدرات و منیزیم هیدروکسید)، بازدارنده های شعله بر پایه نیتروژن و سیلیکون، بازدارنده های متورم شونده و نانوذرات پیشنهاد شده است. اغلب ترکیبات فسفردار به عنوان جایگزین هایی برای ترکیبات هالوژن دارشده در رزین‎های اپوکسی بازدارنده شعله به کار گرفته می شوند. از ترکیبات فسفر متفاوتی به عنوان عوامل بازدارنده شعله به صورت افزودنی یا مواد واکنشی استفاده می شود. در مقایسه با عوامل افزودنی برای بازدارندگی شعله، ترکیبات آلی فسفر واکنشی در رزین های اپوکسی، کارایی بازدارندگی شعله عالی نشان می دهند. این ترکیبات می توانند به طور شیمیایی، به عنوان بخشی از عامل پخت یا به کمک خود ساختار رزین های اپوکسی به پیکره شبکه منتقل شوند و ویژگی بازدارندگی ذاتی در برابر شعله را القا کنند. در این مقاله، طبقه بندی بازدارنده های شعله (بر پایه هالوژن، ترکیبات آلی فسفر، مواد معدنی، مواد بر پایه نیتروژن و سیلیکون، بازدارنده های متورم شونده و نانوکامپوزیت ها)، چرخه سوختن پلیمرها و کاربرد مواد بازدارنده شعله، به ویژه مواد بر پایه فسفر، برای رزین های اپوکسی مطالعه و مرور می شوند. آزمون های مختلف ارزیابی بازدارندگی شعله نظیر UL-94، شاخص حدی اکسیژن و گرماسنجی مخروطی نیز به اختصار شرح داده می شوند.

    کلید واژگان: رزین اپوکسی, بازدارنده شعله, واکنشی, افزودنی, فسفر
    Jamshid Kamalipour, MohammadHosain Beheshty *, MohamadJalaledin Zohuriaan Mehr

    Epoxy resins are widely used as encapsulating materials in the electronic and electrical industries, transportation, coatings, adhesives, and advanced composite matrices owing to their excellent heat, moisture and chemical resistance, high tensile strength, low shrinkage on curing, and excellent dimensional stability. Epoxy resins are very flammable; this nature seriously restricts their widespread applications, especially in the areas requiring high flame retardancy. To address this challenging problem, several approaches, such as use of halogen-based flame retardant, organophosphorus compounds (e.g., ammonium polyphosphate and melamine polyphosphate), inorganic flame retardants (most widely used alumina trihydrate and magnesium hydroxide known as ATH and MDH, respectively), nitrogen-based flame retardants, silicon-based flame retardants, intumescent flame retardants, and nanomaterials have been proposed. Phosphorus-containing compounds are mostly used as substitutes for the halogenated compounds in flame-retardant epoxy resins. Various phosphorus compounds are used as additive or reactive flame retardants. Comparing the additive flame retardants, reactive organophosphorus compounds present excellent flame retardant efficiency in the case of epoxy resins and it can be chemically linked to the backbone of the network either through being part of the curing agent or through the structure of epoxy resins itself and giving intrinsic flame retardancy. In this review, classification of flame retardants (halogen-based flame retardants, organophosphorus compounds, inorganic flame retardants, nitrogen- and silicon-based flame retardants, intumescent flame retardants and nanocomposites), the combustion cycle of polymers and application of flame retardants, especially phosphorus-based flame retardants for epoxy resins are introduced and classified. Experimental test methods for evaluation of flame retardancy like UL-94, limiting oxygen index and cone calorimeter are also discussed.

    Keywords: epoxy resin, flame retardant, reactive, additive, phosphorus
  • زینب کرمی، محمدجلال ظهوریان مهر*

    فرضیه: مواد جاذب حلال های آلی (ارگانوژل ها)، شبکه های درشت مولکولی آب گریز با قابلیت جذب و نگه داری حلال های آلی هستند. این مواد در کاربردهای مختلفی از جمله تولید ژل های ضدعفونی مصرفی در پزشکی و بهداشت عمومی، استفاده می شوند. مقاله حاضر، گزارشی مقدماتی درباره تبدیل رزین اپوکسی (DGEBA) به ارگانو ژل ابرجاذب جدید دارای گروه های فوران و تری آزول است.روش ها: ارگانوژل، طی چهار مرحله اصلی از رزین اپوکسی و فوفوریل الکل تهیه شد. رزین اپوکسی، به ترتیب فورفوریل دار، ایزوسیانات دار و پروپارژیل دار شد. محصول نهایی، طی واکنش پلیمرشدن حلقه زایی 3،1-دوقطبی، ترکیب دی آزید تهیه شده از اپی کلروهیدرین با ترکیب پروپارژیل دار به دست آمد. ترکیب حدواسط و محصول نهایی با طیف نمایی FTIR شناسایی شدند. محصول نهایی با میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و گرماوزن سنجی (TGA) ارزیابی شد. رفتار ریولوژیکی در حلال N-متیل پیرولیدون (NMP) بررسی و ظرفیت تورم ارگانوژل نیز در حلال های مختلف اندازه گیری شد.یافته ها: ارگانو ژل پلیمری جدید بدون استفاده از عامل شبکه ای کننده مجزا تهیه شد. ذرات خشک شده آن دارای ساختاری متخلخل با میانگین قطر 680nm بودند. تورم، با کاهش گرانروی و افزایش قطبیت حلال، افزایش می یابد. رفتار ابرتورمی به طور عمده، به تلفیقی از اتصالات عرضی محدود و نیز برهم کنش های ابرامولکولی میان گروه های عاملی پلیمر-پلیمر و پلیمر-حلال نسبت داده شد. ظرفیت جذب و ژل سازی حلال های قطبی با این ارگانوژل، بسیار زیاد است. ظرفیت تورم ارگانوژل در حلال ها به ترتیب اتیلن گلیکول ˃ کلروفرم ˃ اتانول ˃ استونیتریل ˃ دی متیل فرمامید ˃ دی متیل استامید ˃ دی متیل سولفوکسید ˃ NMP بود. به عنوان مثال، هر گرم از این ارگانو ژل می تواند در زمان حدود 1h، حدود 145g اتانول و 1853g از NMP را جذب کند و به حالت ژل درآید. پیش بینی می شود، گروه های 3،2،1-تری آزول، خاصیت ضدباکتری را به این ارگانو ژل القا می کنند.

    کلید واژگان: ارگانوژل, رزین اپوکسی, حلقه زایی, فورفوریل الکل, ژل ساز پلیمری
    Zeinab Karami, MohammadJalal Zohuriaan Mehr *

    Hypothesis: 

    Organogels are hydrophobic macromolecular networks with ability to absorb and retain organic solvents. They have been used in various applications, e.g., production of disinfectant hygienic gels used in medicine and public health. The present paper is a preliminary report on the conversion of common epoxy resin (DGEBA) into a new superabsorbent organogel containing functional groups of furan, carbamate, and triazole.

    Methods

    The organogel was synthesized through a four-step strategy from epoxy resin and furfuryl alcohol. The furfurylated epoxy resin was converted to an isocyanate-terminated compound that then converted into a propargyl-terminated intermediate. The final product was produced by 1,3-dipolar cycloaddition polymerization reaction of a propargylated compound and a diazide compound prepared from epichlorohydrin. The intermediate compounds and the final product were characterized by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The final product was characterized by scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). Rheological behavior in solvent N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was preliminarily studied and swelling capacity of the organogel was determined in various solvents.

    Findings

    A novel polymeric organogel was synthesized without using a particular crosslinker. Its dried particles were found to have porosity with a pore diameter of ~680 nm. The organogel showed increased swelling capacity with dropping of solvent viscosity and increasing of solvent polarity. The high solvent uptake and storage capacity by this organogel has supported it as a superabsorbent organogelator. Its swelling capacity was determined in the solvents to be in order: ethylene glycol < chloroform < ethanol < acetonitrile < dimethylformamide < dimethylacetamide < dimethylsulfoxide < NMP. For instance, each gram of the organogel can absorb and gelate ~145 g ethanol, or ~1853 g NMP, within ~1 h. The super-swelling behavior of this solvent-retaining network was preliminarily attributed to a combination of limited crosslinkages as well as some polymer-polymer and polymer-solvent supramolecular interactions. The presence of 1,2,3-triazole groups is also expected to induce antibacterial properties in this organogel.

    Keywords: organogel, epoxy resin, cycloaddition, furfuryl alcohol, polymer gelator
  • مهران جهانی، حسن فتاحی، مهرزاد مرتضایی*
    فرضیه

     رزین های اپوکسی از پرمصرف ترین رزین ها در جهان هستند. عوامل بسیاری روی خواص مکانیکی این خانواده از پلیمرها اثر گذار است که از اثر برخی عوامل مانند فشردگی مولکولی بر خواص مکانیکی این رزین ها نمی توان چشم پوشی کرد. مهم ترین عامل اثرگذار بر فشردگی مولکولی و خواص مکانیکی رزین های اپوکسی پخت شده، ساختار شیمیایی عامل پخت است. در این مقاله، اثر ساختار عامل پخت آمینی آروماتیک بر فشردگی مولکولی و خواص مکانیکی رزین اپوکسی پخت شده بررسی شده است.

    روش ها

    برای پخت رزین اپوکسی از روش مذاب استفاده شد. ابتدا عامل پخت مدنظر، ذوب و سپس رزین اپوکسی به آن اضافه شد. برای مطالعه اثر ساختار عامل پخت، از سه عامل پخت متافنیلن دی آمین (m-PDA)، ارتوفنیلن دی آمین (o-PDA) و 4،2-دی آمینوتولوئن (2,4-DAT) استفاده شد. فشردگی مولکولی با استفاده از روش پراش پرتو X و(XRD) مطالعه شد. همچنین، وزن حجمی رزین های پخت شده با روش ارشمیدس اندازه گیری شد. در نهایت، اثر فشردگی مولکولی بر خواص مکانیکی با انجام آزمون کشش بررسی شد.

    یافته ها

    نتایج به دست آمده از آزمون های XRD و خواص مکانیکی نشان داد، فشردگی مولکولی با استحکام مکانیکی رابطه مستقیم دارد و با افزایش فشردگی مولکولی، استحکام کششی نیز افزایش می یابد. با تغییر عامل پخت از m-PDA به o-PDA، فشردگی مولکولی افزایش و در نتیجه استحکام کششی نیز افزایش یافت. با به کاربردن عامل پخت 2,4-DAT، به علت افزایش ممانعت فضایی در اثر وجود گروه متیل، تراکم مولکولی کاهش و در نتیجه استحکام کششی نیز کاهش یافت.

    کلید واژگان: فشردگی مولکولی, رزین اپوکسی, ساختار عامل پخت, پراش پرتو X, خواص مکانیکی
    Mehran Jahani, Hasan Fatahi, Mehrzad Mortezaeei *
    Hypothesis

    Epoxy resins are one of the most prominent resins in the world. Many factors affect the mechanical properties of this family of polymers, but the effects of parameters such as molecular packing on mechanical properties are less investigated. The most important factor in molecular packing and mechanical properties is the chemical structure of the curing agent. Herein, we report the effect of aromatic structure of the curing agent on the molecular packing and mechanical properties of the cured epoxy resin.

    Methods

    The curing of the epoxy resin was performed by melting the curing agent and addition of the epoxy resin. To study the effect of curing agent structure, three different curing agents including meta-phenylenediamine (m-PDA), ortho-phenylenediamine (o-PDA) and 2,4-diamino toluene (2,4-DAT) were used. The molecular packing was studied by X-ray diffraction (XRD) technique. Also, the density measurements of cured epoxy resins were carried out using the Archimedes method and finally, the effect of molecular packing on the mechanical properties was investigated by tensile test.

    Findings

    The results obtained from XRD and tensile test measurements showed that there is a direct relationship between the molecular packing and mechanical strength which by increases in the molecular packing the tensile strength increased as well. By changing the curing agent from m-PDA to o-PDA, the molecular packing was increased and consequently, led to an increase in the tensile strength of the epoxies. In using 2,4-DAT as a curing agent, the molecular packing and hence the mechanical strength were decreased due to the steric hindrance of the methyl group.

    Keywords: molecular packing, epoxy resin, curing agent structure, X-ray diffraction, mechanical properties
  • سید مرتضی مظفری، محمدحسین بهشتی *
    رزین های اپوکسی به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی و نیز مقاومت گرمایی، الکتریکی و شیمیایی خوب، به طور گسترده در صنایع کامپوزیت، هوافضا، ساختمان، الکترونیک، چسب و پوشش به کار گرفته می شوند. رزین های اپوکسی برای پخت به مواد شیمیایی نیاز دارند که عوامل پخت یا سخت کننده نامیده می شوند. این مواد، شرایط فراورش و خواص نهایی سامانه رزین را تحت تاثیر قرار می دهند. در حالت کلی، عوامل پخت اپوکسی ها را می توان به دو گروه معمولی (پخت محیطی یا پخت گرمایی) و تاخیری دسته بندی کرد. افزودن عوامل پخت معمولی به رزین برای انجام واکنش های شبکه ای شدن حتی در دمای محیط، سبب افزایش تدریجی گرانروی می شود و در نهایت رزین ژل شده و پخت می شود. اما، عوامل پخت تاخیری پس از افزوده شدن به رزین در دمای محیط واکنشی انجام نمی دهند و گرانروی آمیزه تغییر نمی کند، بنابراین، برای تهیه سامانه های تک جزئی رزین اپوکسی استفاده می شود. این عوامل پخت در شرایط معمول فعال نیستند و با رزین واکنشی نمی دهند. اما، با اعمال محرک خارجی مانند نور و گرما فعال می شوند. از آنجا که مهم ترین محرک خارجی گرماست، بنابراین عوامل پخت تاخیری از پرکاربردترین و رایج ترین عوامل پخت تاخیری-گرمایی هستند. عوامل پخت تاخیری-گرمایی شامل عوامل پخت تاخیری دارای هیدروژن فعال، کاتالیزی و محافظت شده با گروه های شیمیایی و میکروکپسولی ها هستند. عوامل پخت محافظت شده با گروه های شیمیایی عوامل پخت دارای هیدروژن فعال معمولی هستند که با گروه های شیمیایی محافظت می شوند. انتخاب نوع سامانه تاخیری موضوع مهمی بوده و بر شرایط فراورش و خواص نهایی رزین پخت شده بسیار اثرگذار است. در این مقاله آخرین یافته ها در این باره مرور شده است.
    کلید واژگان: رزین اپوکسی, سخت کننده, عامل پخت تاخیری, کامپوزیت, گرانروی
    Sayed Morteza Mozaffari, Mohammad Hosain Beheshty *
    Epoxy resins are widely used in composites, aerospace, construction, electronic, adhesive and coatings industries due to their high physical and mechanical, thermal resistance, electrical and chemical properties. For curing epoxy resins, a chemical material, called curing agent or hardener, must be used. Curing agents have strong effect on the processing conditions and final properties of the cured resins. In general, epoxy curing agents can be classified in two groups of normal (room or high temperature) and latent curing agents. Normal curing agents increase the resin viscosity at room temperature due to crosslinking or curing reactions and the resin is gelled and finally cured. The rate of viscosity increment would be different and depends on the kind of curing agent. On the other hand, latent curing agents cannot react with epoxy resin at room temperature and do not increase the resin viscosity. Therefore, they are being used for preparing one-part epoxy resins. Latent curing agents are not active at room temperature, but they will react with epoxy resin by the application of an external force like heat or light. Thermally-latent curing agents are well-known and they are widely used. They include substances with active hydrogen, and are catalyzed and protected by chemical groups and microcapsules. Selection of a latent curing system for an application is an important issue which affects the processing conditions and final properties of the cured resins. In this paper, the latest achievements in this area are reviewed.
    Keywords: epoxy resin, hardener, latent curing agent, composite, viscosity
  • سینا شاهی، حسین روغنی ممقانی*، مهدی سلامی کلجاهی، حمیدرضا ابراهیمی

    نانوکامپوزیت های دارای پایداری گرمایی زیاد از واردکردن نانولوله کربن اصلاح شده به داخل ماتریس رزین اپوکسی پخت شده با رزین نووالاک تهیه شدند. طی فرایند اصلاح، گروه های کربوکسیل در اثر اکسایش با نیتریک اسید و گروه های هیدروکسیل با استفاده از واکنش گروه های اسیدی ایجاد شده با بوتان دی ال روی نانولوله های کربن حاصل شدند. سپس، عاملیت اپوکسی روی سطح نانولوله با استفاده از عامل اتصال دهنده سیلانی (3- گلیسیدیلوکسی پروپیل) تری متوکسی سیلان ایجاد شد. نانولوله کربن اصلاح شده با عاملیت اپوکسی قابلیت واکنش پذیری با گروه های هیدروکسیل نووالاک را دارد. در اثر پخت نانولوله کربن اصلاح شده و رزین اپوکسی دارای گروه های اپوکسیدی با رزین نووالاک شبکه هیبریدی مقاوم گرمایی حاصل شد. با توجه به واکنش پذیری کم گروه های اپوکسی و هیدروکسیل در حالت کاتالیز نشده، از تری فنیل فسفین به عنوان کاتالیزگر برای تسریع واکنش پخت استفاده شد. در نهایت، نتایج حاصل از طیف سنجی زیرقرمز و فوتوالکترونی پرتو X نشان داد، اصلاح نانولوله کربن به طور موثری انجام شده است. آزمون پراش پرتو X، توزیع یکنواخت نانولوله کربن اصلاح شده را در ماتریس اپوکسی پخت شده، نشان داد. طبق نتایج تجزیه گرماوزن سنجی، واردکردن نانولوله کربن اصلاح شده به مقدار 2 و %4 وزنی در داخل شبکه هیبریدی اپوکسی پخت شده با نووالاک باعث افزایش شایان توجه مقدار خاکستر باقی مانده آن از %26. 6 به مقادیر 32. 8 و %38. 2 شد. بر اساس نتایج به دست آمده از میکروسکوپی های الکترونی پویشی و عبوری، نانوله های کربن ساختارهای درهم تنیده و گره خورده با سطحی بسیار صاف و یکنواخت نشان دادند که حتی پس از اصلاح نیز ساختار خود را حفظ می کنند. این روش می تواند به عنوان روش مناسبی برای تهیه گرماسخت های با مقاومت گرمایی زیاد برای استفاده در کاربردهای محافظت گرمایی درنظر گرفته شود.

    کلید واژگان: رزین اپوکسی, رزین نووالاک, نانولوله کربن, نانوکامپوزیت, خواص گرمایی
    Sina shahi, Hossein Roghani, Mamaqani, Mehdi Salami Kalajahi, Hamidreza Ebrahimi


    Hypothesis: Thermally stable nanocomposites were prepared by incorporation of carbon nanotubes (CNT) into the epoxy resin matrix cured by novolac resin. CNT modified with epoxy functional groups is capable of reaction with hydroxyl groups of novolac resin. Therefore, a new and robust method was planned for development of covalent bonding between the filler and matrix. On the other hand, due to slow reaction of epoxy and hydroxyl groups in the absence of catalyst, triphenylphosphine was used as the catalyst to accelerate the curing process.

    Method

    CNT was modified with nitric acid to obtain oxidized CNT (CNTCOOH). After grafting of butane diol at the surface of CNTCOOH, hydroxyl-containing CNT (CNTOH) was prepared. Afterward, epoxy functional groups were applied at the surface of CNTOH through its modification with (3-glycidyloxypropyl) triethoxysilane in order to prepare epoxy-containing CNT (CNTG). Finally, CNTG and epoxy resin were placed in the hybrid network through the curing process with novolac resin. Finding: The results of FTIR-spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy showed that modification of CNT was effectively carried out. X-ray diffraction analysis confirmed uniform distribution of CNTG in the matrix of cured epoxy resin. As thermogravimetric analysis exhibited, char yield of the cured epoxy resin (26.6%) was considerably increased to 32.8% and 38.2% through incorporation of 2 and 4 wt% of CNTG into the network, respectively. According to the scanning electron microscopy and transmission electron microscopy images, CNT showed tubular and entangled structure with smooth and uniform surface which even retained its structure after modification reaction. Finally, this approach can be successfully used for production of thermally-resistant thermoset hybrids for thermal protection applications

    Keywords: epoxy resin, novolac resin, carbon nanotube, nanocomposite, thermal properties
  • سید مرتضی نقیب *، سیامک ایمانیان

    اپوکسی، یکی از مهمترین پلیمرهای گرماسخت، در طیف گسترده ای از کاربردها به عنوان چسب، پوشش و ماده زمینه برای ساختار کامپوزیت ها به علت عملکرد فوق¬العاده، قابلیت عمل آوری و هزینه کم، استفاده می شود. نانومواد کربنی به دلیل خواص مناسب در رسانش حرارتی، بازدارندگی شعله، ثبات مکانیکی، رسانش الکتریکی و زیست¬سازگاری، توجه جهانی را به خود جلب کرده اند. در مقاله حاضر مرور پژوهش¬های گذشته در مورد بهبود عملکرد رزین اپوکسی با افزودن نانومواد کربنی ارائه شده است. ارتباط عملکرد ساختاری برای اپوکسی اصلاح شده با نانومواد مختلف کربنی از نزدیک مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. بهبود عملکرد مکانیکی، الکتریکی، رسانش حرارتی و بازدارندگی شعله برای اپوکسی رزین بررسی شده است. چالش ها و فرصت های موجود در کامپوزیت نانومواد کربنی عامل¬دار شده- اپوکسی، نیز مورد بحث قرار گرفته است. هدف این تحقیق، ارائه مطلب جامعی درباره رزین های اپوکسی چند منظوره شامل نانومواد کربنی تا به امروز و ارزیابی چشم¬انداز آینده آن است. همچنین ارتباط و مقایسه ساختار و عملکرد نانومواد کربنی مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است. در نهایت، نتیجه گیری و چشم انداز آینده و امید به تسهیل پیشرفت در پایان مقاله ارائه شده است.

    کلید واژگان: رزین اپوکسی, نانومواد کربنی, رسانش حرارتی, بازدارندگی شعله, رسانش الکتریکی
    Seyed Morteza Naghib

    Epoxy, one of the most important thermosetting polymers, is used in a wide range of applications as adhesives, coatings, and materials for composite structures due to its outstanding performance, low processing capacity and low cost. Due to the superior properties of carbon nanomaterials in thermal conductivity, flame retardation, mechanical stability, electrical conductivity and environmental compatibility, these nanomaterials have attracted global attention. In the present article, a review of past literature on improving the performance of epoxy resin by adding carbon nanomaterials is presented. The correlation of structural performance for epoxy modified with various carbon nanomaterials has been closely analyzed. Improvement of mechanical, electrical, thermal conductivity and flame deterioration for epoxy resin has been investigated. Challenges and opportunities in the composite of functionalized nano-materials epoxy are also discussed. The purpose of this research is to provide a comprehensive understanding of the multi-purpose epoxy resins including carbon nanomaterials to date and assess its future prospects. Also, the relationship and comparison of the structure and performance of various carbon nanomaterials has been evaluated. The improvement of mechanical, electrical, thermal conductivity and carbon dioxide epoxy flame retardant properties has been thoroughly investigated. Finally, the conclusions and prospects for the future and the hope of facilitating progress are presented at the end of the paper.

    Keywords: Epoxy Resin, Carbon nanomaterials, Thermal conductivity, Flame retardant, Electrical conductivity
  • بهاره رضوی، نوید رمضانیان *، سعید احمدجو
    رزین اپوکسی دارای خواص مکانیکی، شیمیایی، الکتریکی و گرمایی مطلوب است و در برابر خزش مقاومت نشان می دهد. با وجود این خواص، رزین اپوکسی پخت شده شکننده است و مقاومت ضربه کمی دارد. در این مطالعه به منظور رفع این مشکلات، از پلیمر گرمانرم پلی سولفون و نانوصفحه های گرافن به عنوان افزودنی تقویت کننده برای بهبود انعطاف پذیری پوشش اپوکسی استفاده شد. بنابراین، اثر افزودن درصدهای مختلف پلی سولفون (5/0، 1، 5/2 و 5%) و نانوصفحه های گرافن (%5/0) روی خواص رزین اپوکسی به وسیله آزمون های گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC)، استحکام کششی، مقاومت در برابر ضربه و آزمون تعیین درصد ژل بررسی شد. نتایج نشان داد، استحکام کششی رزین اپوکسی با افزودن پلی سولفون افزایش یافته است و از سوی دیگر نانوصفحه های گرافن انعطاف پذیری نمونه دارای %1 پلی سولفون را بهبود داده است. مطالعه خواص گرمایی نمونه های پخت شده با آزمون DSC تغییر دمای انتقال شیشه ای ماتریس اپوکسی را بر اثر واردشدن پلی سولفون نشان می دهد. همچنین، با افزایش نانوذرات گرافن به آمیزه دارای پلی سولفون، مدول کاهش یافت که به دلیل کاهش درصد شبکه ای شدن است. آزمون مقاومت در برابر ضربه نشان داد، نمونه دارای %1 وزنی پلی سولفون و %5/0 گرافن دارای بیشترین استحکام و مقاومت ضربه است. رزین های تهیه شده از این نوع آمیزه های رزین اپوکسی می تواند در تهیه انواع پوشش های انعطاف پذیرو مقاوم در برابر خوردگی استفاده شود.
    کلید واژگان: پلی سولفون, انعطاف پذیری, رزین اپوکسی, نانوصفحه های گرافن, شبکه های پلیمری
    Bahareh Razavi, Navid Ramezanian *, Saeed Ahmadjo
    Epoxy resin has remarkable properties including excellent mechanical and electrical properties, thermal and chemical stability, and resistance to creep. On the other side, these resins are brittle with low resistance toward crack initiation and its growth. In order to solve this problem, thermoplastic polysulfone and graphene nanosheets have been used as filler for improving the flexibility of epoxy coatings. The effect of adding different amounts (1, 0.5, 2.5, 5 wt%) of polysulfone and 0.5 wt% of graphene nanosheets on the epoxy properties was investigated by thermal analysis (DSC), tensile strength, impact resistance and determining the gel content of samples. The results showed that the tensile strength of epoxy resin increased by adding polysulfone, and the graphene nanosheets could improve flexibility of the sample containing 1 wt% polysulfone. The study of thermal properties of cured samples by means of DSC analysis showed that the addition of polysulfone into the epoxy network resulted in changing the glass transition (Tg) of the resin. With incorporation of graphene nanosheets into the polymer matrix, the modulus decreased due to the reduction in number of crosslinks. The study in impact resistance of the samples showed that those containing 1 wt% polysulfone and 0.5 wt% graphene displayed high strength and impact resistance. These types of compounds can be used in flexible and anticorrosion coatings.
    Keywords: polysulfone, flexibility, epoxy resin, graphene nanosheets, polymer networks
  • حسین عبداللهی، علی سلیمی*، مهدی باریکانی، حامد دائمی
    پلیمرهای گرماسخت به دلیل برخورداری از پیوندهای عرضی در ساختار شیمیایی، ویژگی های بسیار مطلوبی، مانند استحکام مکانیکی زیاد، پایداری ابعادی بسیار مناسب در دماهای زیاد، خزش اندک و مقاومت مناسب در برابر حلال ها نشان می دهند. به منظور دستیابی به ویژگی های گرمامکانیکی مطلوب، لازم است درصد بیشتری از پیوندهای عرضی در رزین ایجاد شود. رزین اپوکسی از رزین های پرمصرفی است که به دلیل داشتن خواص مکانیکی و ویژگی های برجسته، در کاربردهای زیادی مانند پوشش ها، چسب ها و کامپوزیت ها استفاده می شود. اما، این رزین ها پس از پخت کاهش مقاومت ضربه ای و رشد ترک نشان می دهند. بدین سبب در سال های اخیر، پژوهش های فراوانی به منظور بهبود چقرمگی رزین اپوکسی انجام یافته است. اصلاح شیمیایی رزین های اپوکسی با پلی یورتان ها از مهم ترین روش های بهبود چقرمگی محسوب می شود. از جمله خواص منحصربه فرد پلی یورتان ها می توان به ویژگی های ضدسایش عالی، فرایندپذیری ساده و استحکام زیاد در برابر پارگی اشاره کرد. در این مقاله، پس از معرفی اجمالی رزین های اپوکسی و پلی یورتان ها ، روش ها و سازوکار های بهبود چقرمگی شکست رزین اپوکسی با استفاده از پلی یورتان مرور می شود.
    کلید واژگان: رزین اپوکسی, پلی یورتان, خواص مکانیکی, چقرمگی شکست, اصلاح شیمیایی
    Hossein Abdollahi, Ali Salimi*, Mehdi Barikani, Hamed Daemi
    Thermoset polymers have excellent properties of high dimensional stability at elevated temperatures, low creep and good resistance against solvents due to their three-dimensional crosslinking structure. Proper thermal-mechanical properties for these polymers are based on such cured structures with high crosslink density. Due to its excellent mechanical properties, epoxy resin has been widely used in coatings, adhesives and composites. In recent years, a variety of modification procedures have been introduced for toughening of cured resin structure in order to minimize crack formation and improve their impact resistance. Chemical modification of epoxy resins with polyurethanes is one of the most efficient procedures to achieve this goal. Polyurethanes have unique properties including good abrasion resistance, ease of processing and high rupture strength. After a brief introduction of epoxy and polyurethane resins, the procedures and the mechanisms of fracture toughness in polyurethane-modified epoxy are reviewed in present article. Different polyurethanes with wide range of chemical structures are able to toughen the epoxy structure efficiently and provide improved resins for use indifferent applications.
    Keywords: epoxy resin, Polyurethane, mechanical properties, fracture toughness, chemical modification
  • حسین عبداللهی، علی سلیمی، سمانه مقصودیان
    رزین های اپوکسی دسته مهمی از مواد گرماسخت بوده که دارای کاربرد گسترد های در زمینه های گوناگون از جمله ساخت کامپوزیت ها، چسب ها و پوشش های سطح هستند. رزین های اپوکسی پخت شده به خاطر ساختار شبکه ای معمولا شکننده هستند و مقاومت ضعیفی در برابر ایجاد ترک و رشد آن دارند. خواص مکانیکی (به ویژه چقرمگی شکست) را می توان با افزودن فاز لاستیکی، پرکننده های گرمانرم و ذرات سخت در رزین اپوکسی اصلاح کرد. مزیت عمده ذرات سخت نسبت به سایر مواد این است که افزون بر افزایش چقرمگی شکست رزین های اپوکسی، سایر خواص آنها را مانند مدول (E) و دمای گذار شیشه ای (Tg) نیز بهبود می دهند. با پیشرفت علم و فناوری نانو، بررسی اثر چقرمه سازی این مواد هم به ابعاد نانو سوق پیدا کرده است. به خاطر تنوع در نوع نانوذرات و خواص ویژه ای که هر کدام از آنها نسبت به دیگری دارند، لازم است تا نانوذرات و اثر آنها بر چقرمگی شکست رزین های اپوکسی مرور شود.
    کلید واژگان: رزین اپوکسی, خواص مکانیکی, چقرمگی شکست, فناوری نانو, نانوذرات
    Hossein Abdollahi, Ali Salimi, Samaneh Maghsodian
    Epoxy resins as one of the most important thermoset materials have shown various applications in production of composites، adhesives and surface coatings. Due to formation of the network structure، the cured epoxy resin shows brittleness and low impact resistance. The mechanical properties in the epoxy resin (especially the fracture toughness) can be modified by adding a softer phase preferably the rubber phase، thermoplastic fillers and even rigid particles. In comparison with other methods، the inclusion of rigid particles into epoxy resin improved the fracture toughness of epoxy resin without sacrificing the other main properties of epoxy resin such as the modulus (E) and glass transmission temperature (Tg). In recent years، the introduction of nanotechnology has shown some possibilities in toughening improvement of nanomaterials. Due to the special properties and different types of nanoparticles، a review study on effective nanoparticles would be useful in utilizing nanomaterials in toughening of the epoxy resin.
    Keywords: epoxy resin, mechanical properties, fracture toughness, nanotechnology, nanoparticles
  • محمود مهرداد شکریه، مسعود اسم خانی
    در این پژوهش، ابتدا در شرایط ایستا، خواص مکانیکی رزین اپوکسی شامل مدول های کششی و خمشی و استحکام های کششی و خمشی مطالعه شد. سپس در دمای محیط، رفتار خستگی در شرایط کشش-کشش برای بسامدهای مختلف 2، 3 و 5Hz مطالعه شد. در ادامه، رزین اپوکسی در شرایط بارگذاری خستگی خمشی با کنترل جابه جایی قرار گرفت و عمر خستگی آن بررسی شد. نتایج نشان می دهد، برای رزین بررسی شده در این پژوهش، مدول کششی برابربا 2.5GPa، مدول خمشی برابر با 3GPa، استحکام کششی برابر با 59.98MPa و استحکام خمشی برابر با 110.02MPa است. برای خطی بودن رفتار نیرو - تغییرشکل، بیشینه جا به جایی مجاز در آزمون خمش سه نقطه ای، برابر با 5mm به دست آمد. همچنین افزایش بسامد باعث کاهش عمر خستگی شکست شده و در میان بسامد های آزمون شده، مقدار عمر خستگی در بسامد 2Hz در مقایسه با بسامد 5Hz، تقریبا 5.8 برابر به دست آمده است. در ادامه تغییرات مدول کششی رزین اپوکسی در شرایط بارگذاری خستگی کشش-کشش با توجه به اهمیت آن نیز مطالعه و مشاهده شد، مدول رزین اپوکسی در بسیاری از زمان های آزمون، تغییر چشمگیری ندارد و فقط در چرخه های اولیه و پایانی نزدیک به نقطه شکست، به طور ناگهانی کاهش می یابد. برای تکمیل مطالعه رفتار خستگی رزین اپوکسی، این ماده در بارگذاری خستگی خمشی در شرایط کنترل جا به جایی در دمای محیط قرار گرفته و نمودار بیشینه تنش اعمالی نرمال شده برحسب تعداد چرخه خستگی شکست رسم شده است و با استفاده از آن می توان عمر خستگی شکست رزین در هر تنش بیشینه اعمالی دلخواه را به خوبی پیش بینی کرد.
    کلید واژگان: رفتار خستگی, کنترل جا به جایی, رزین اپوکسی, اثر بسامد, خواص مکانیکی
    Mahmood Mehrdad Shokrieh, Masood Esmkhani
    The mechanical properties of epoxy resin including tensile and flexural modulus، tensile and flexural strength for static conditions are currently studied. The frequency effect as significant parameter at room temperature is investigated and fatigue behavior of the epoxy resin in tension-tension loading conditions for different frequencies of 2، 3 and 5 Hz are obtained. The epoxy resin has been taken under flexural bending fatigue loading and fatigue life is investigated. The results of the experiments show the values of 2. 5 and 3 GPa of tensile and flexural modules and 59. 98 and 110. 02 MPa of tensile and flexural strengths for the resin، respectively. To achieve a linear load-deflection relationship in a three-point bending experiment، a maximum allowable deflection of 5 mm is acquired. The relationship between the frequency and fatigue life shows higher frequency results in lower fatigue life. Loading with frequency of 2 Hz has provided 5. 8 times more fatigue life compared with 5 Hz loading. For a tension-tension fatigue loading condition، the variation of tensile module of epoxy resin shows no noticeable change during the fatigue loading condition. This module decreases significantly only in the primary and failure cycles close to the fracture point. In further experiments، fatigue behavior of epoxy resin was tested under flexural bending fatigue loadings with controlled deflection at room temperature. Maximum applied normalized stresses versus the number of cycles to failure curve are illustrated and it can be performed in order to predict the number of cycles to failure for the resin in arbitrary applied normal stresses as well.
    Keywords: fatigue behavior, displacement control, epoxy resin, frequency effect, mechanical properties
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