Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Karevan,Mohamad Reza Tavakoli nejad
مهدی کاروان (استاد راهنما) محمدرضا توکلی نژاد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Marzie Fallah
مرضیه فلاح

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Design and fabrication of multi-functional polymer nano/micro composites with high fire retardancy resistance
Polymer foams, specially polyurethane foams, are widely used in industries. One of the most disadvantages of polyurethane is its flammability that restricts the use of this polymer. Apart from this, it is also noteworthy that such foams do not ensure the ability to be ductile and flexible while in many of the important applications of this type of materials, their ductility and flexibility play a key role in the case of the materials and equipment potentially exposed to explosion and fire. Also, while many thermosetting resins can be a non-flammable agent, when the non-resilience of thermoset-derived composites and their non-ductility are concerned, these issues further limit the use of thermoset composites in the development and design of low-temperature composites. In the case of utilizing thermoplastic polymers, even with their viscosity better than thermosets, their extremely high flammability crosses out the application of these polymers in anti-fire issues. On the other hand, research on flammability and anti-fire properties of composites, compared to their same composite systems in respect of mechanical properties is so insignificant that the research frequency and statistics indicate the importance of addressing this issue in the nation of Iran as a warm country where construction and equipment developments meet only marginal standards. In this project, polyurethane was reinforced with additives such as zeolite and graphite nanoparticles (GNP) to examine the fire resistance behavior of the fabricated samples. Experiments were conducted to investigate the mechanical, thermal and structural properties of the composites. The combination of this polymer with a thermoset base resin consisting of isocyanate was studied as a hybrid composite system. The mechanical properties of polyurethane reach their greatest value by the addition of 10 wt% of zeolite and 10 wt% of GNP. The fire resistance of the fabricated specimens is dramatically improved when the thermoset resin of isocyanate base is used. Moreover, the results revealed that the addition of glass fiber reinforced fabric favorably affects the fire performance and mechanical properties of composites. Keywords: 1-polyurethane foam 2- fire resistance 3- the auxiliary resin to the isocyanate base 4-combined composite base
فوم‌های پلیمری به ویژه فوم پلی یورتان به طور گسترده در صنعت استفاده می‌شوند. یکی از معایب پلی یورتان اشتعال‌پذیری آن است که کاربرد این پلیمر را محدود می‌کند. در کنار این مسئله این نکته نیز قابل توجه است که این فوم‌ها دارای قابلیت شکل‌پذیری و انعطاف‌‌پذیری نیستند درحالی‌که در بسیاری از کاربردهای مهم این نوع مواد، قابلیت شکل‌پذیری و انعطاف آن‌ها به منظور پوشش مناسب مواد و تجهیزات احتمالی در معرض انفجار و آتش، نقش کلیدی بازی می‌کند. همچنین در حالی‌که بسیاری از رزین‌های ترموست می‌توانند خود یک عامل عدم اشتعال باشند اما هم از نقطه نظر عدم انعطاف‌پذیری کامپوزیت‌های مشتق شده از ترموست‌ها و هم عدم شکل‌پذیری آن‌ها، باز این مسائل کاربرد کامپوزیت‌های پایه ترموست را در توسعه و طراحی کامپوزیت‌های ضد حریق محدود می‌کند. در صورت استفاده از پلیمرهای ترموپلاستیک نیز حتی با تصور شکل‌پذیری بهتر آن‌ها نسبت به ترموست‌ها، محدودیت اشتعال‌پذیری بسیار بالای آن‌ها، استفاده از این پلیمرها را در مباحث ضد حریق منتفی کرده است. از سوی دیگر، تحقیقات انجام شده بر روی اشتعال‌پذیری و خواص ضد حریق کامپوزیت‌ها در مقایسه با معادل آن‌ها در خصوص خواص مکانیکی آنقدر ناچیز است که درصد و ارقام و اعداد موجود بیانگر اهمیت پرداختن به این موضوع آن هم در کشور ما که یک کشور گرمسیر است و یا توسعه‌های ساختمانی و تجهیزاتی غالبا زیر استاندارهای موجود می‌باشد، است. در این پروژه پلی یورتان با اضافه کردن تقویت‌کننده‌هایی مانند زئولیت و نانو صفحات گرافیتی(GNP) به منظور بررسی مقاومت به آتش، تقویت شد. آزمایشاتی برای بررسی خواص مکانیکی، حرارتی و ساختاری آن‌ها صورت گرفت. همچنین ترکیب این پلیمر با رزین کمکی ترموست پایه ایزوسیانات به صورت کامپوزیت ترکیبی هم‌پایه بررسی شد. به ازای 10 درصد وزنی زئولیت و 10 درصد وزنی GNP خواص مکانیکی پلی یورتان ماکزیمم می‌شود. مقاومت به آتش این فوم با اضافه کردن رزین کمکی پایه ایزوسیانات به طور چشمگیری بهبود می‌یابد. همچنین آزمایشات نشان می‌دهد که اضافه کردن پارچه نسوز الیاف شیشه در عملکرد مقاومت به آتش و خواص مکانیکی کامپوزیت‌های ساخته شده تاثیر زیادی دارد. کلمات کلیدی: 1- فوم پلی یورتان 2- مقاومت به آتش 3- رزین کمکی پایه ایزوسیانات 4- کامپوزیت ترکیبی هم‌پایه

ارتقاء امنیت وب با وف بومی