Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Zadhosh,Zahra Talebi mazraehshahi
علی زادهوش (استاد راهنما) زهرا طالبی مزرعه شاهی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saeed Noruzi
سعید نوروزی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Investigation of compatibilization of poly (ethylene terphthalate) /polypropylene blends with silica aerogel nanostucture by rheological and morphological analysis of the obtained nanocomposite
In this study, the rheological and morphological behavior of Polypropylene/ Polyethylene Terephthalate immiscible polymer blend has been investigated, in presence of silica aerogel nanostructure compatibilizer. The nitrogen adsorption-desorption test on silica aerogel nanostructure confirmed the formation of a mesoporous structure with a narrow pore size distribution. FTIR spectrum of nanocomposites PET/hydrophilic silica aerogel is shown that there is no chemical interaction between silica aerogel particles and PET matrix. The XRD patterns showed that the hydrophilic particles have little effect on changing the crystalline structure of PP/PET polymer blend. The SEM images of nanocomposites filled by silica aerogel particles reveal the presence of silica aerogel particles in a PP/PET polymer blend significantly reduces droplets size of PET dispersed phase and cohesion of droplets. The wetting parameter of PP/PET polymer blend in presence of hydrophilic silica aerogel was found to be less than -1. According to this value, the particles tend to locate in PET dispersed phase of the blend. During the investigation of complex viscosity, it was observed a 49% mutation in the specimen contains 0.2 phr of hydrophilic silica aerogel in comparison of the pure specimen. This corresponds to a yield stress behavior in the fluid that tends to create a barrier against the flow. Rheological studies reveal with an increment of hydrophilic silica aerogel concentration up to 1 phr, the storage and loss modulus increases against pure specimen. Also, the increase of first normal stress indicates the formation of physical solid network-like and changing behavior to solid-like. According to relaxation time spectrum of PP/PET polymer blend, silica aerogel in 1 phr concentration has the highest influence in the reduction of droplets of the dispersed phase and increasing interphase thickness between two phases. 'K' and 'n' parameters in the power-law model showed the shear thinning and pseudo-plastic properties of the polymer blend. The results obtained from using rheological FZM model indicate the conformity of model on experimental data for experimental data in concentration up 1 phr of hydrophilic silica aerogel
در این پژوهش، رفتار رئولوژیکی و مورفولوژی آمیزه پلیمری امتزاجناپذیر پلی )اتیلن ترفتالات(/پلیپروپیلن در حضور سازگار کننده نانو ساختار سیلیکا ایروژل موردبررسی قرارگرفت. در بخش اول ذرات نانو ساختار سیلیکا ایروژل آبدوست و آبگریز بر اساس فرآیند سل-ژل دومرحلهای و خشککردن در شرایط فشار محیط سنتز و شناسایی شدند. سپس نمونههای آمیزهای شامل ذرات سیلیکا ایروژل آبدوست با غلظتهای مختلف با استفاده از روش اختلاط مذاب تهیه گردید. آزمونهای BET ، XRD ، FTIR و SEM برای شناسایی و ارزیابی خواص ذرات و نمونههای آمیزههای پلیمری استفاده شد. همچنین رفتار ویسکوالاستیک نمونههای مختلف توسط آزمون RMS مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آزمون جذب و واجذب نیتروژن) BET ( بر روی ذرات ایروژل، تشکیل ساختار مزوحفره با توزیع اندازه حفرات باریک را تائید کرد. زاویه تماس با آب ذرات سیلیکا ایروژل آبدوست به دلیل عدماصلاح برابر 53 درجه و برای ذرات سیلیکا ایروژل آبگریز برابر با 159 درجه است. طیف FTIR حاصل از نمونه نانو کامپوزیت TA1 با غلظت phr 1 سیلیکا ایروژل آبدوست نشان میدهد برهمکنش شیمیایی بین ذرات سیلیکا ایروژل و فاز زمینه PET رخ نداده است. نتایج آنالیز XRD نشان میدهد در غلظت phr 5 از ذرات سیلیکا ایروژل آبدوست افت شدت پیکهای مشخصه آمیزه PP/PET نشان از کاهش توانایی سیال در رشد ساختارهای کریستالی دارد. تصاویر SEM تهیه شده نشان میدهد حضور ذرات سیلیکا ایروژل آبدوست در آمیزه پلیمری PP/PET منجر به کاهش مشهود اندازه قطرات فاز پراکنده PET و کاهش پدیده ائتلاف قطرات شدند که بیانگر خواص مطلوب این ذرات در کاهش تنش سطح مشترک بین فازها است. بررسی تعادل ترمودینامیکی نشان داد ضریب تر شوندگی با مقدار کمتر از 1 - برای آمیزه پلیمری PP/PET در حضور ذرات سیلیکا ایروژل آبدوست حاصل شده است. این امر بیانگر تمایل این ذرات به قرارگیری در فاز پراکنده، یعنی قطرات PET است. در بررسی مقدار ویسکوزیته مختلط نمونههایی تهیهشده نیز مشاهده گردید افزودن این ذرات منجر به جهش 49 % در ویسکوزیته صفر نمونه حاوی phr 2 / 0 از ذرات سیلیکا ایروژل آبدوست نسبت به نمونه بدون سازگار کننده میشود. این امر میتواند ناشی از ایجاد یک تنش تسلیم در سیال توسط درگیری زنجیرهای PET درحفرات ذرات سیلیکا ایروژل باشد که منجر به مقاومت آن در برابر جریان گردیده است. همچنین مطالعات رئولوژیکی نشان دادند افزودن ذرات سیلیکا ایروژل آبدوست تا غلظت 1phr منجر به افزایش قابلملاحظه مدول- های ذخیرهو اتلاف نسبت به آمیزه پلیمری بدون سازگار کننده میشود. تأثیر این ذرات بر بخش ویسکوز سیال بیش از بخش الاستیک آن است. همچنین افزایش اختلاف تنش نرمال نیز حاکی از ایجاد شبکه فیزیکی جامد و تغییر رفتار سیال به حالت شبه جامد است. در بررسی طیف توزیع زمان آسایش آمیزه پلیمری مذکور نیز مشاهده شد ذرات سیلیکا ایروژل آبدوست در غلظت phr 1میتواند منجر به کاهش اندازه قطرات فاز پراکنده و افزایش ضخامت فصل مشترک بین دو فاز می شود. از مدل رئولوژیکی پاورلا و مدل نظری زنر به منظور پیشبینی رفتار آمیزه پلیمری PP/PET استفاده شد. محاسبه ثابتهای n و k در مدل پاورلا نشان از رفتار رقیق برشی و شبه پلاستیک سیال دارد. نتایج حاصل از مدل کسری زنر نیز انطباق مناسب با دادههای تجربی را نشان میدهد. این مدل میتواند رفتار سیال را تا غلظت phr 1 از ذرات سیلیکا ایروژل آبدوست پیشبینی نماید. بااینحال افزایش بیش از این مقدار در غلظت پرکننده منجر به انحراف بسیار زیاد در مدل زنر میگردد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی