Skip to main content
SUPERVISOR
Saied Nouri-Khorasani,Mohammad Dinari
سعید نوری خراسانی (استاد راهنما) محمد دیناری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohamad Shirani
محمد شیرانی بیدآبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Preparation and Characterization of PVC/PMMA/Nanoclay Nanocomposite, Investigating Effect Of Maleic Anhydride and Dicumyl Peroxide on Physical, Mechanical and Thermal Properties
With respect to the extended use of polymer nanocomposites, many studies are being conducted in this field. Many researchs were performed on Poly vinyl cloride blends and nanocomposites. Physical, mechanical and thermal properties of these nanocomposites are dependent on the compatibility and the structure of each available part which improving these properties is of great importance. In this research, the effect of adding closite 30B nanoclay on mechanical, physical and thermal properties of poly vinyl cloride is investigated. In addition, the effect of PMMA-g-MAH compatibilizer on the compatibility and dispersion of clay nanoparticles inside the matrix and also on the mechanical and thermal properties of PVC/nanoclay is studied. Nanoclay in four loadings of 0, 3, 5 and 7 wt%, PMMA in four loadings of 0, 5, 10 and 15 wt%, maleic anhydride (MAH) as compatibilizer in four loadings of 0, 0.3, 0.5 and 0.7 wt% and dicumil peroxide (DCP) as initiator in four loadings of 0, 0.03, 0.05, 0.07 wt% for 100 unit weights of poly vinyl chloride were added. Design of experiment was performed using taguchi method and according to this method 16 different compounds were produced using melt mixing by a counter rotating twin screw extruder. Impact and tensile test specimens were produced using compression molding. All the specimens were evaluated using the same experimental conditions. The presence of PMMA-g-MAH compatibilizer inside samples consisting of PMMA and Maleic anhydride (MAH) and dicumil peroxide (DCP) as a consequense of successful grafting was confirmed using FTIR spectroscopy. By studying the results of tensile and impacts tests (sample 8 having 10% PMMA, 3% nanoclay, 0.07% maleic anhydride, 0.03% dicumil peroxide) the best sample was chosen which it's tensile strength, elongation at break and impact strength compared with pure poly vinyl chloride (sample 1) was improved 90%, 62%, 2.6% and 8% respectively. By the addition of nanoclay loading from 3 to 5% and then 7%, as a result of poor dispersion of particles inside the system, mechanical properties were weakend. XRD patterns showed that samples having PMMA-g-MAH compatibilizer and 3% nanoclay, had an exfoliated structure while samples with higher nanoclay loadings had intercalated structure. Thermal analysis of differential scanning calorimetry for samples showed that the degradation temperature compared to poly vinyl chloride was improved. Glass transition temperature of the samples had no significant changes compared with poly vinyl chloride. Keywords: PVC/Nanoclay Nanocomposite, PMMA-g-MAH, Dicumil peroxide,Closite 30B, Thermal And Mechanical Properties Of Nanocomposite.
با توجه به رشد روز افزون نانوکامپوزیت های پلیمری، پژوهش های گسترده ای در این زمینه در حال انجام است. مطالعات زیادی در زمینه ی آلیاژها و نانو کامپوزیت های PVC انجام شده است. خواص فیزیکی، مکانیکی و گرمایی این نانوکامپوزیت ها وابسته به سازگاری و ساختار تمام اجزای تشکیل دهنده می باشد که بهبود این خواص مطالعات زیادی را به خود اختصاص داده است. در پژوهش پیش رو اثر نانورس کلوزیت B30 بر روی خواص مکانیکی، فیزیکی وگرمایی PVC مورد بررسی قرار گرفته است. به علاوه اثرعامل سازگار کننده یPMMA-g-MAH بر روی سازگاری و پخش ذرات نانورس در زمینه و همچنین بر روی خواص مکانیکی وگرمایی نانوکامپوزیت PVC/نانورس بررسی شده است. نانورس در چهار سطح 0، 3، 5 و 7 واحد وزنی، PMMA در چهارسطح 0، 5، 10 و 15 واحد وزنی، مالئیک انیدرید(MAH) به عنوان عامل سازگارکننده در چهارسطح 0، 3/0، 5/0 و 7/0 واحد وزنی و دی کیومیل پراکساید(DCP) به عنوان آغازگر در چهار سطح 0، 03/0، 05/0 و 07/0 واحد وزنی به ازای 100 واحد وزنی PVC اضافه شدند. طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی انجام گرفت که بر طبق این روش 16 ترکیب متفاوت به روش اختلاط مذاب در اکسترودر دو مارپیچه ی ناهمسوگرد تهیه شد. نمونه های آزمون کشش و ضربه به روش قالبگیری فشاری تهیه شد. تمام نمونه ها در شرایط یکسان مورد آزمایش قرار گرفتند. به وسیله ی آزمون طیف سنجی مادون قرمز، احتمال انجام واکنش پیوندزنی و در نتیجه احتمال حضور سازگار کننده ی PMMA-g-MAH در نمونه های حاوی PMMA و مالئیک انیدرید(MAH) و پراکساید(DCP) مشاهده شد. با بررسی نتایج آزمون کشش و ضربه بهترین نمونه (نمونه ی 8 حاوی میزان 10 درصد PMMA، 3 درصد نانورس، 07/0 درصد مالئیک انیدرید و 03/0 درصد دی کیومیل پراکساید) انتخاب شد که استحکام کششی، مدول کششی، ازدیاد طول در نقطه ی شکست و استحکام ضربه ای این نمونه در مقایسه با PVC خالص (نمونه ی 1) به ترتیب به میزان 90 درصد، 62 درصد، 6/2 درصد و 8 درصد بهبود یافت. افزایش میزان نانورس از 3 به 5 درصد و سپس به 7 درصد به دلیل توزیع نامناسب ذرات در ماتریس موجب افت خواص مکانیکی گردید. آزمون پراش اشعه ی ایکس برای نمونه های حاوی سازگارکننده ی PMMA-g-MAH با میزان 3 درصد نانورس ساختار لایه لایه ای و برای نمونه های حاوی درصد نانورس بالاتر ساختار بین لایه ای را نشان داد. آزمون گرماسنجی روبشی دیفرانسیلی برای نمونه های تهیه شده، افزایش دمای تخریب گرمایی درمقایسه با PVC خالص را نشان داد. هم چنین دمای انتقال شیشه ای نمونه های تهیه شده در مقایسه با PVC خالص تغییر چندانی نکرد. کلمات کلیدی : نانوکامپوزیت PVC/نانورس، سازگارکننده ی PMMA-g-MAH، آغازگر دی کیومیل پراکساید، خواص مکانیکی و گرمایی نانوکامپوزیت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی