بررسي تجربي اثر نانوذرات سيليكا بر روي ساختار وفرآيند فوم لاستيك طبيعي

كارشناسي ارشد

چكيده در اين پژوهش اثر نانوذرات سيليكا بر روي ساختار و پخت فوم لاستيك طبيعي مورد بررسي قرار گرفت . همچنين اثر عامل سازگاركننده و شرايط اختلاط بر چگالي فوم و ساختار سلولي مطالعه گرديد . افزايش ميزان بارگزاري نانوذرات سيليكا سبب افزايش ويسكوزيته برشي و نيز كاهش زمان شروع پخت و زمان پخت نهايي مي گردد . همچنين افزايش دماي پخت ، سبب كاهش ويسكوزيته برشي و تسريع واكنش پخت مي گردد . وجود عامل فوم زا نيز به نحو چشمگيري بر زمان پخت موثر بوده و آن را كاهش مي دهد . از طرفي ديگر ، سيستم پخت نيز اثر كاتاليستي بر عملكرد عامل فوم زا داشته و دماي تجزيه عامل فوم زا را حدود °C50 كاهش مي دهد . با توجه به تصاوير SEM گرفته شده از فوم هاي NR تهيه شده مي توان دريافت كه با افزايش تركيب درصد نانوذرات سيليكا ، ضخامت ديواره سلولي در حالت اختلاط دماي پايين حدود 79% ، اختلاط دماي بالا حدود 47% و اختلاط دماي بالا همراه با سازگاركننده حدود 54% افزايش پيدا كرده ، اندازه سلولي از 600 ميكرون تا 300 ميكرون كوچكتر شده و ساختار سلولي فوم هاي توليد شده يكنواخت تر مي شود . چگالي سلولي فوم NR تهيه شده با نانوذرات سيليكا به دليل اثر هسته زايي نانوذرات نسبت به ماتريس لاستيكي ، در حالت اختلاط دماي پايين حدود 50% ، اختلاط دماي بالا حدود 40% و با وجود سازگاركننده به ميزان 25% درصد افزايش پيدا مي كند . قطر سلولي فوم NR تهيه شده با نانوذرات سيليكا ، با افزايش تركيب درصد نانوذرات سيليكا به دليل افزايش ضخامت ديواره هاي سلولي ، كم شدن كسر حجمي ماتريس لاستيكي و ممانعت هاي فضايي كه اين نانوذرات ايجاد مي كنند ، حدود 54% كاهش پيدا مي كند . از طرفي با كاهش قطر سلولي اين فوم ها ، تعداد سلول ها در واحد حجم نيز افزايش پيدا مي كند . با افزايش دماي پخت ، ميزان گاز منتشر شده در درون ماتريس لاستيكي افزايش پيدا كرده ، ضخامت ديواره سلولي 39% كاهش پيدا كرده و سلول هاي كوچكتر با يكديگر تلفيق شده و توليد فوم با چگالي سلولي كمتر ، قطر سلولي بزرگتر و تعداد سلول ها در واحد حجم كمتر مي كند . از طرفي با افزايش دماي اختلاط ، به دليل افت جرم مولكولي ماتريس لاستيكي و بهبود چسبندگي نانوذرات سيليكا به ماتريس لاستيكي ، شكل پذيري فوم NR توليد شده راحت تر شده و چگالي سلولي حدود 20% درصد كمتر و قطر سلولي حدود 50% درصد افزايش پيدا مي كند . پس از اضافه شدن سازگاركننده به سيستم ، به دليل افزايش چسبندگي بين نانوذرات سيليكا و ماتريس لاستيكي ، گاز توليد شده در درون ماتريس لاستيكي امكان خروج از فصل مشترك بين اين نانوذرات و ماتريس لاستيكي را كمتر داشته و فوم NR توليد شده در اين حالت داراي چگالي كمتر و قطر سلولي بيشتري بودند . واژه‌هاي كليدي: فوم لاستيك طبيعي ، ساختار سلولي ، نانوذرات سيليكا ، دماي اختلاط ، دماي فوم شدن

190142

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي - پليمر

دكتر محمد فصيحي دستجردي