Skip to main content
SUPERVISOR
Shadpour Mallakpour,Sedigheh Borhani
شادپور ملک پور (استاد مشاور) صدیقه برهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Maryam Kheirandish
مریم خیراندیش

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Study and Preparation of Polystyrene Nanofibers Containing Metal Oxid Nanoparticles Using Limonene as a Green Solvent
Generally nanoparticles in polymer matrix can improve the polymer properties. Nanoparticles can be used in Polystyrene composites as well as in electrospinning of Polystyrene. In previous researches, toxic and dangerous solvent such as Demethyl formaid and Tetra hydroforan was used in Polystyrene nano composites, but in this research we have used a natural and green Limonene solvent extracted from citrus fruits for the nanocomposite films and also for Polystyrene fibers. Finally we studied the properties of fibers and nanocomposite films. Here two types of nanoparticles; Zinc Oxide(ZnO) and Titanium Dioxid (TiO_2) were used to improve Polystyrene properties. In the first, the electrospun PS fibers from PS solution dissolved in d-limonene and DMF were compared. It was observed that the diameter of PS fiber from PS/d-limonene is larger than PS/DMF due to lower electrical conductivity of solvent. Then PS nanocomposits containing nanocomposites were prepared by PS solutions containing dispersed nanoparticles of TiO2 or ZnO. FE-SEM images revealed well dispersion of ZnO nanoparticles In the PS nanocomposites but results showed aggregation of results showed that PS fiber diameter decreased by increase in ZnO or TiO2 nanoparticles content. Results revealed the high UV-Shielding efficiency of nanocomposites for nanocomposite containing wt%. of ZnO or TiO2 nanoparticles, over 99% of UV light at wavelengths between 200 and 800 nm was observed. Optical traarency in the visible region of PS/Tio2 nanocomposites was slightly below that of PS/ZnO nanocomposite due to smaller size and aggregation of Tio2 nanocparticles. Nanoparticle had no effect on the WAXD pattern and FTIR spectrum of PS. The mechanical properties of nanocomposit such as a function of nanoparticle loading. Tensile increase with nanoparticles content. Also same result obtained for film of PS/ZnO , but tensile strength and module of TiO2/PS film showed an increase followed by a decrease at higher loading due to more aggregation of TiO2 nanoparticles. The Tg and TGA of pure PS and PS Nanocomposites were investigated. Thermal degradation temperature of PS nanocomposites increased with nanoparticles content. The glass-transition temperature of the PS/ TiO2 and PS/ZnO fibers increased with nanoparticle content, but this temperature decreased by increase in nanoparticles loaded of PS nanocomposite films.
امروزه پلی¬استیرن بدلیل دارا بودن مزایایی چون ارزانی قیمت، عایق الکتریسیته، خاصیت قالب پذیری خوب، سبکی و... به صورت گسترده در صنایع مختلف مورد توجه قرار گرفته است. این پلیمر علاوه بر محاسن بسیار، دارای معایبی چون پایداری حرارتی کم و خواص مکانیکی ضعیف می¬باشد مواد و روش¬های متعددی برای بهبود خواص پلی¬استیرن به¬کار رفته است. یکی از این روش¬ها، استفاده از نانوذرات در زمینه پلیمری و تولید نانوکامپوزیت پلیمری می¬باشد. در تحقیقات پیشین برای انحلال پلی¬استیرن به منظور تهیه نانوکامپوزیت از حلال¬هایی مانند دی¬متیل¬فرمامید، تتراهیدروفوران و... استفاده شده است. این حلال¬ها سمی هستند و علاوه بر آلودگی محیط زیست برای مصرف کننده نیز خطراتی را به¬همراه دارند. هدف از انجام این تحقیق، بهبود خواص نانوکامپوزیت پلی¬استیرن با استفاده از نانوذرات اکسیدروی (ZnO) و دی¬اکسیدتیتانیوم (Tio2) است. برای انحلال پلی¬استیرن از حلال طبیعی و سبز لیمونن که گرفته شده از عصاره مرکبات است، استفاده شد. در ابتدا تأثیر نوع حلال بر برخی از خواص الیاف مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که قطر الیاف الکتروریسی شده از محلول پلیمری حاوی دی¬متیل¬فرمامید به¬دلیل هدایت الکتریکی بالاتر نسبت به لیمونن کمتر است. در ادامه تأثیر حضور نانوذرات ZnO و Tio2 بر خواص نانوکامپوزیت بررسی شد. نانوذرات ZnO و Tio2 منجر به کاهش قطر الیاف الکتروریسی شده شد. میزان جذب اشعه ماوراءبنفش نانوکامپوزیت در اثر حضور نانوذرات افزایش یافت و میزان عبور اشعه در ناحیه مرئی برای فیلم نانوکامپوزیتی پلی¬استیرن حاوی نانوذرات ZnO بیشتر از Tio2 است به همین دلیل فیلم¬های حاصل از نانوذرات ZnO شفاف¬تر است. مطالعه طیف FTIR نانوکامپوزیت¬ها نشان داد که بین نانوذرات و پلی¬استیرن واکنشی انجام نشده است. طیف XRD حضور نانوذرات در زمینه پلیمری را تأیید کرد. تصاویر FE-SEM نشان داد که پراکندگی نانوذرات ZnO بهتر از Tio2 انجام شده است و درمورد نانوذرات Tio2 تجمع مشاهده شد. حضور نانوذرات خواص مکانیکی فیلم را افزایش دادند و درمورد الیاف پلی¬استیرن حاوی ZnO نیز همین نتیجه مشاهده شد ولی نانوذرات Tio2 تا 4 درصد منجر به بهبود خواص مکانیکی گردید ولی افزایش بیشتر میزان نانوذره با کاهش خواص مکانیکی، به¬دلیل تجمع بیشتر همراه بود. پایداری حرارتی نانوکامپوزیت با افزایش میزان نانوذرات ZnOافزایش یافت. حضور نانوذرات منجر به کاهش دمای انتقال شیشه¬ای الیاف و افزایش این دما در فیلم پلی¬استیرن شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی