Skip to main content
SUPERVISOR
مهدی انتظام (استاد مشاور) مرتضی صادقی (استاد راهنما) محمود معصومی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahbobeh Aminjafari
محبوبه امین جعفری دهاقانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Modeling and Study on Rheology and Morphology of ABS/PA6 Blends and the Role of Nanoclay on Thermal Properties of the Blend
styrene blends. Viscosity, storage modulus and loss modulus of acrylonitrile butadiene styrene was larger than polyamide 6 through all frequency ranges and it was decreased with adding polyamide 6. Comparison between complex viscosities of blends with additive rule showed a negative deviation of additive rule in all compositions, this deviation in processing conditions implies to interlayer slippage behavior in the components interface which show emulsionlike behavior is prominent. Increasing elasticity of rich polyamide 6 blends is more pronounced than rich acrylonitrile butadiene styrene blends. Because polyamide 6 get more orientatio than acrylonitrile butadiene styrene due to shear rate. Interfacial tension of acrylonitrile butadiene styrene/polyamide 6 was calculated in accordance to harmonic equation. Then rheological behavior of the blend was fitted to some rheological models. Fitting to Palierne model was good for polyamide 6 rich blend(containing 75% wt PA6), but not for acrylonitrile butadiene styrene rich blend(containing 75wt % ABS). Because Palierne model doesn’t predict yield stress of ABS. Also complex modulus of the blends was fitted to Zener model. This fitting was done for all blends and had good results especially for polyamide 6 rich blends through all frequency range. So a unique model was obtained for this blend gets complex modulus of blends just versus frequency and component percentage without requiring any unknown parameter. Morphology studies shows blend with 50wt % polyamide 6 have cocontinuous morphology and other compositions have dispersed-matrix structure. Dispersed phase particles size was predicted by Teilor model, and it was in good agreement with morphological results. In the second part of this study heat resistance and flammability of polyamide 6 75wt % and polyamide 6 25wt % was compared to their nanocomposites having 3wt % nanoclay. The results showed heat resistance of nanocomposites improved in comparison by neat blends. Especially this improvement is more pronounced for polyamide 6 25wt% nanocomposite. Because this nanocomposite have more acrylonitrile butadiene content than polyamide 6 75wt%, and acrylonitrile butadiene styrene which have less heat resistance than polyamide 6 improved more than polyamide 6 by adding nanoclay. But flammability of nanocomposites doesn’t improve much with adding nanoclay, and just combustion behavior was changed.
در این مطالعه خواص رئولوژیکی و ریخت شناسی آلیاژهای پلی آمید6/اکریلونیتریل بوتادین استایرن (PA6/ABS) مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین اثر نانورس بر مقاومت گرمایی و اشتعال پذیری نانوکامپوزیت های این آلیاژ مطالعه شد. فرآیند اختلاط کلیه آلیاژها با ترکیب 0، 10، 25، 50، 75، 90 و 100 درصد وزنی پلی آمید (PA6) ونانوکامپوزیت آنها که حاوی 3 درصد نانورس بود، در اکسترودر دومارپیچ در شرایط یکسان انجام شد. خواص ویسکوالاستیک خطی و ریخت شناسی همه آلیاژها بهمراه مقاومت گرمایی و اشتعال پذیری نانوکامپوزیت آنها بترتیب با استفاده از رئومتر دینامیکی (RMS)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، وزن سنجی حرارتی (TGA) و تعین شاخص حدی اکسیژن (LOI)، مورد سنجش قرار گرفت. در قسمت اول این پژوهش، اثر ترکیب درصد آلیاژ بر رئولوژی و ریخت شناسی آن بررسی شد. رفتار رئولوژیکی PA6 رفتاری نیوتنی بود. اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) بعلت دارابودن ذرات رابر و تشکیل ساختار سه بعدی، در منحنی مدول ذخیره- فرکانس خود، در فرکانس های پائین، سکوی ثانویه ای نشان می داد که بیانگر تنش تسلیم آن بود. این رفتار در همه آلیاژهای غنی از ABS هم قابل مشاهده بود. ویسکوزیته و مدول ذخیره و اتلاف ABS در همه فرکانسها از PA6 بیشتر بود و با اضافه شدن PA6 افت می کرد. مقایسه ویسکوزیته مختلط آلیاژها با قانون مخلوطها، نشان داد که در همه ترکیب درصدها انحرافی منفی وجود دارد، این انحراف بیانگر این است که در شرایط فرآیندی، رفتار لغزندگی بین لایه ای اجزاء، بر رفتار شبه امولسیونی غالب است. افزایش الاستیسیتی آلیاژهای غنی از PA6 با افزایش فرکانس، بیشتر از آلیاژهای غنی از ABS است، که بعلت آرایش یافتگی بالاتر این پلیمر در اثر نرخ برشی است. تنش بین سطحی اجزای آلیاژ PA6/ABS با معادله هارمونیک مورد محاسبه قرار گرفت. سپس رفتار رئولوژیکی آن، با مدل های رئولوژیکی پالی یرن و زنر مطابقت داده شد. نتایج این برازش، منجر به پیش بینی رفتار رئولوژیکی آلیاژها درمحدوده وسیعی از فرکانس و ترکیب درصد اجزای آلیاژ شد. مطالعات ریخت شناسی نشان داد، آلیاژ حاوی 50 درصد PA6 ساختاری بهم پیوسته داشته و سایر آلیاژها ساختار بستر- فاز پراکنده ذره ای دارند. اندازه ذرات فاز پراکنده با تئوری تیلور پیش بینی شد که با نتایج مطالعات ریخت شناسی و محاسبات نرم افزاری همخوانی داشت. در بخش دوم این پژوهش، مقاومت گرمایی و اشتعال پذیری نانوکامپوزیت های حاوی 25 و 75 درصد PA6 مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهدات نشان داد، مقاومت گرمایی نانوکامپوزیتها نسبت به آلیاژهای خالص بهبود یافته است، اما مقاومت اشتعال پذیری آنها تغیر چندانی نکرده است و ذرات نانو فقط موجب تغیر رفتار سوختن آلیاژها می شود. کلمات کلیدی: 1- آلیاژ پلیمری 2-آلیاژ امتزاج ناپذیر 3- رئولوژی 4- ریخت شناسی 5- پلی آمید 6-اکریلونیتریل بوتادین استئایرن 7- نانوکامپوزیت 8- اشتعال پذیری

ارتقاء امنیت وب با وف بومی