تحضير وتوصيف خلائط بوليمرية نانوية متراكبة

الباحث

زينب عبد الرحيم عبد الحسن ناصر

المشرف

ذو الفقار كريم مزعل - محمد عبد الحمزة الكرعاوي

الجامعة

جامعة بابل

الكلية / القسم

هندسة المواد / هندسة البوليمر والصناعات البتروكيمياوية

الشهادة

دكتوراه

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Polymer blends;Nanocomposites;Mechanical properties;Thermal properties

تُستخدم مادة الإيبوكسي في العديد من التطبيقات الصناعية ، ولكن بسبب هشاشيتها المتاصلة فإنها تحد من استخدامها ومع خواصها الترايبولوجية الضعيفة كمقاومة البلى ، مما يقلل من استخدام الإيبوكسي كطلاءات مقاومة للبلى كاستخدامها لطلاء انابيب النفط والغاز. في الجزء الأول من هذه الدراسة ، تم استخدام خمسة عوامل تمتين مختلفة لتعزيز متانة الايبوكسي النقي. وهي (تراي بلوك كوبوليمر ، بوليوريثان بولي إيثر بوليول ، مطاط السيليكون السائل ، مادة لاصقة من البولي فينيل كلوريد السائل ¢ وبوليمر بولي سلفايد), [ستخدم مع المصلد (إيزوفورون داي امين). تم الحصول على سلسلة من خلطات الايبوكسي مع اختلافات في محتوى التحميل بنسبة VY 5% 535% بالوزن. وتم دراسة خصائص الشد ¢ ومقاومة متانة الكسر ، ومقاومة الصدمة ، والصلادة ،ومقامة الالتصاق. تمت دراسة الخصائص الهيكلية والفيزيائية عن طريق الماسح المجهري الإلكتروني؛ والتحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه ٠، ومسعرالمسح التفاضلي ely على نتائج الاختبارات ، كان أفضل مزيج لعامل تقوية / ايبوكسي هو (إيبوكسي + ”7 تراي بلوك كوبوليمر) وتم اختياره لتحضير الجزء الثاني من مركبات الإيبوكسي النانوية المقواة بنسبة مختلفة من دقائق كاربيد التنجستن النانوية مع محتوى تحميل للدقائق ( ١ و9" و )١ نسبة وزنية على التوالي ، مرة مع ارضية إيبوكسي فقط ومرة أخرى بالارضية المتكونة من مزيج (إيبوكسي + ZY تراي Ash كوبوليمر). أظهرت النتائج أن نتائج FTIR أثبتت عدم وجود تفاعل كيميائي ، وأن هناك تفاعل فيزيائي فقط بين عوامل التقوية وارضية الايبوكسي. أوضحت النتائج أنه من خلال زيادة النسبة المئوية لاضافة تراي بلوك كوبوليمر، تم تحسين مقاومة الشد وخصائص معامل المرونة وكانت النسبة الأفضل عند ZY تراي بلوك كوبوليمر. وصل معدل التحسن عند هذه النسبة المئوية إلى ]0 0 [ZOV ، ZV ، وتبين أن مادة تراي بلوك كوبوليمر تمنح خصائص كسر أفضل وقوة صدم جيدة للايبوكسي عند مستوى تحميل منخفض دون فقدان الخصائص الميكانيكية الأخرى. علاوة على ذلك ، تم تعديل أنظمة الايبوكسي باستخدام بولي يوريثان بوليول ، بولي فينيل كلورايد ، وبوليمر بولي سلفايد . تم وصف الخلائط الناتجة على نطاق واسع من حيث النوعية والكمية للكشف عن تأثير كل عامل تقوية على خصائص الايبوكسي. وقد تبين أن كل عوامل التمتين هذه تمنح خواص متانة كسر أفضل للايبوكسي عند مستوى تحميل منخفض مع فقدان بعض خصائص الشد الميكانيكية الأخرى. في حالة الايبوكسي المعدل بعامل تمتين مطاط السليكون ، عند زيادة النسبة المئوية لاضافة مطاط السليكون ¢ تم تحسين مقاومة الشد ومقاومة الالتصاق وكانت النسبة الأفضل عند 1% مطاط سليكون. وبلغ معدل التحسين لتلك الخواص عند هذه النسبة /١5[ ، و PAYS أوضحت النتائج أنه من خلال زيادة النسبة المئوية لاضافة دقائق كاربيد التنكستن للمادة المركبة النانوية المتكونة من ارضية الايبوكسي / ودقائق كاربيد التنكستن ، تم تحسين الخواص الميكانيكية وكانت النسبة الأفضل عند 79 لاضافة دقائق كاربيد التنكستن. يصل معدل التحسن عند هذه النسبة المئوية إلى قوة الشد ومعامل المرونة [55/ ، 757/] ، متانة الكسر ]/55٠0[ ، مقاومة الالتصاق ]0 7[ ومقاومة البلى [ZA] اما بالنسبة الى المادة المركبة النانوية المكونه من ارضية (مزيج من الايبوكسي + عامل التمتين تراي بلوك كوبوليمر بنسبة 17%( مع الدقائق النانويه لكاربيد التنكستن ، تم تحسين الخواص الميكانيكية وكانت النسبة الأفضل عند ١9 دقائق كاربيد التنكستن. بلغ معدل التحسن عند هذه النسبة المئوية لمعامل المرونة ]7281[ ، ومتانة الكسر ]/775٠0[ ، ومقامة الالتصاق [ZA] ومقاومة البلى [ZN]

Epoxy material is used in many industrial applications, but because of its brittleness, it limits its use, and due to its poor tribological properties, like wear resistance, which makes the use of epoxy as wear-resistant coatings less, such as coatings for oil and gas pipelines. In the first part of this study, five different toughening agents were used to enhance the toughness of pure epoxy resin. The different toughening agent‘s triblock copolymer (TBCP), polyether polyol (PU base), liquid silicon rubber (LSR), liquid PVC adhesive, and polysulphide polymer (PSR) used with hardener (izoforon diamine). A series of epoxy blends were obtained with variations of load content of 3, 6, 9, and 12% wt. and studied the tensile properties, fracture toughness strength, impact strength, hardness, and pull off adhesion. The structural and physical characteristics were studied by Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and Differential Scanning Calorimetry (DSC) Based on the results of tests, the best toughening agent/ EP blend was (epoxy+3%TBCP) and have been selected to prepare the second part of epoxy nanocomposites were reinforced with different percent of tungsten carbide nanoparticles (WC) with load content (1, 2 and 3) w.t% respectively, once with epoxy matrix only and once more with (epoxy+3%TBCP)matrix. The results showed that the FTIR results proved that there is no chemical reaction, and there is only physical interaction between the toughening agents and the epoxy matrix. The results clarified that by increasing the weight percentage of TBCP, tensile strength and elastic modulus properties were enhanced and the best percent was at 3% TBCP. The rate of improvement at this percent has reached [100%, and 57%], It was shown that the TBCP confers better fracture properties and impact strength to the epoxy resin at low content loading without losing the other mechanical properties. Further, epoxy systems were modified using PU polyol, PVC, and PSR. The resulting blends were extensively characterized qualitatively and quantitatively to reveal the effect of each toughening agent on the epoxy properties. It was shown that all these agents confer better fracture properties to the epoxy resin at low content loading with some losing other tensile mechanical properties. In the case of LSR modified epoxy matrix, by increasing the weight percentage of LSR, tensile strength and pull-off adhesion strength were enhanced and the best percent was at 6% LSR. The rate of improvement at this percent has reached[12%, and 25% ]. The results clarified that by increasing the weight percentage of WC nanoparticles for WC/EP nanocomposite, mechanical properties were enhanced and the best percent was at 2% WC. The rate of improvement at this percent has reached for tensile strength and modulus [55%, 46%], fracture toughness [350%],pull off strength [25%] and wear resistance [63%]. For WC/3%TBCP/EP nanocomposite, mechanical properties were enhanced and the best percent was at 2% WC. The rate of improvement at this percent has reached for elastic modulus [46%],fracture toughness[250%], pull off strength [38%] and wear resistance [63%].

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب