Skip to main content
SUPERVISOR
Saied Nouri-Khorasani,Roohollah Bagheri
سعید نوری خراسانی (استاد راهنما) روح اله باقری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammadhadi Abbasi
محمدهادی عباسی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Production of Low Density Polyethylene Microcellular Foams With Nano CaCo3 as Nucleating Agent and Study Their Properties
Production of microcellular foam (cell size 1-100 ?m and cell density above10 9 cell/cm 3 ) from low density Polyethylene (LDPE) to improve mechanical properties of foams, has been the aim of the present research. Although, the difficulty of preparation microcellular low density polyethylene foam due to its weak nucleation behavior, the possibility of making microcellular foam from this polymer, by adjusting the conditions (temperature, pressure, type and value components Foam) and using nano Calcium Carbonate (CaCO 3 ) as nucleating agent in value of 0.5-7 phr, were studied. Mixing operation was carried out with twin extruder. In order to better distribution of nanoparticles in the polymer matrix and also to prevent decomposition of chemical blowing agent (ADCA) and crosslinking agent (DCP) during mixing operations, for each foam combination (with variable percentages of nano calcium carbonate) two master batch A (containing blowing crosslinking agents) and master batch B (containing nano CaCO 3 ) with different operation conditions: 100 rpm with temperature range 60-125 °C for A and 250 rpm with temperature range 80-175 °C for B, were prepared and mixed together (combination C). Finally, Foaming process was done by compression moldings at 140, 160 and 180 °C. By comparison of X-ray diffraction pattern of nanocomposite samples, maximum nucleation (due to better distribution of nano-particles) was happened in sample with 5 phr nano CaCO 3 , which resulted the foam with cell size of 27 ?m and cell density of 8*10 8 cell/cm 3 . The results of studding the morphology of nanoparticles in polyethylene matrix by SEM, showed aggromulation with increasing amount of nanoparticles. With measuring compressive strength and thermal conductivity of foam samples, direct relationship between density and these properties was found. Also, compressive strength improved up to 370% just by adding 0.5 phr nano CaCO3. Keywords: Polyethylene Foam, microcellular foam, Nanocomposite foam, Nano CaCO 3 , WXRD
تولید ابر با ساختار میکروسلولی (اندازه سلولی mµ 100-1 و دانسیته سلولی بالاتر از cell/cm 3 10 9 ) از پلی اتیلن سبک به منظور بهبود خواص مکانیکی ابر، هدف پژوهش در پروژه حاضر بوده است. چون تهیه ابر میکروسلولی از پلی‌اتیلن سبک (LDPE) به دلیل هسته گذاری ضعیف ناشی از تبلور بالا به راحتی امکان‌پذیر نمی‌باشد. از اینرو با تنظیم شرایط (دما، فشار، نوع و مقدار اجزاء تشکیل دهنده ابر) و با استفاده از نانو هسته‌زای کربنات کلسیم(CaCO 3 ) به مقدارPhr 7- 5/0، امکان ساخت ابر میکروسلولی از این پلیمر تهیه و بررسی شد. عملیات اختلاط به کمک اکسترودر دومارپیچه انجام شد، که به منظور پراکنش بهتر نانو ذرات در ماتریس پلیمری و همچنین برای جلوگیری از تجزیه عوامل پف زای شیمیایی(ADCA) و شبکه ای کننده(DCP) در حین عملیات اختلاط، برای هر آمیزه ابر (با ترکیب درصدهای متغییر از نانو کربنات کلسیم) دو مستربچ A (حاوی عوامل پف زا و شبکه ای کننده)و مستربچ B (حاوی نانوCaCO 3 ) و با شرایط فرایندی به ترتیب دور پیچrpm 100، بازه دمایی C° 175-80 و دور پیچ rpm 250، بازه دماییC° 125-60 تهیه و باهم مخلوط شدند(آمیزه C). در نهایت آمیزه های از طریق قالب گیری فشاری در دماهای 180، 160وC° 140 به ابر تبدیل شدند. مقایسه پراش پرتو ایکس نمونه های کامپوزیتی تهیه شده از نانو ذرات، بیشترین هسته‌گذاری (ناشی از بیشترین پراکنش نانو ذرات) را در نمونه حاوی Phr 5 نانو CaCO 3 نشان داد، که ابری با اندازه سلولیmµ 27 و دانسیته سلولی cell/cm 3 10 8 *8 را به همراه داشت. همچنین نتایج حاصل از بررسی مورفولوژی نانو ذرات در ماتریس پلی‌اتیلن به کمک SEM ، حاکی از افزایش انباشتگی با افزایش مقدار نانو ذرات CaCO 3 در LDPE می‌باشد. از اندازه گیری استحکام فشاری و ضریب هدایت حرارتی نمونه‌های ابر تهیه شده، بین دانسیته و این خواص در نمونه ها رابطه مستقیمی بدست آمد. افزایش استحکام فشاری به مقدار 370% تنها با افزودن hr5/0 نانو CaCO 3 نیز از مهمترین نتایج بدست آمده می باشد. واژگان کلیدی : ابر پلی اتیلن، ابر میکروسلولی، ابر نانوکامپوزیتی، نانو کربنات کلسیم، WXRD

ارتقاء امنیت وب با وف بومی