اصلاح سطح گرافيت جهت افزايش مقاومت شعله كوپليمر اتيلن - وينيل استات

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش، به‌منظور بهبود خواص حرارتي كو پليمر اتيلن وينيل استات (EVA) كه پليمر اصلي كابل‌هاي برقي است، از افزودني‌هاي بازدارنده شعله استفاده شد. به همين دليل از بازدارنده شعله گرافيت قابل انبساط (EG) استفاده شد. گرافيت قابل انبساط به دليل پايداري حرارتيش در دماهاي بالا، ارزاني و عامل تشكيل ذغال در بسياري از كارهايي كه درزمينه‌ي بازدارندگي شعله استفاده‌شده بود، انتخاب شد؛ اما از طرفي به دليل سازگاري پايينش در ماتريس پليمر و ناپايداري ذغال تشكيل‌شده‌اش، اصلاح سطح شد. به همين دليل ابتدا اسيدهاي ميان لايه‌اي گرافيت قابل انبساط با استفاده از شوك حرارتي حذف شدند تا تعدادي از گروه‌هاي عاملي كه در طول فرايند سوختن موجب تشديد واكنش‌هاي زنجيره‌اي مي‌شوند، از بين بروند و همچنين لايه‌هاي گرافيت از هم فاصله بگيرند. در ادامه از بازدارنده شعله‌اي بر پايه فسفر (آمونيوم پلي فسفات (APP) جهت اتصال عرضي با سطح گرافيت قابل انبساط استفاده شد. سپس به بررسي روش‌هاي تجربي گوناگون جهت فسفر دار كردن گرافيت منبسط‌شده پرداخته‌شده است. در همين رابطه روشي ساده و اصلاح‌شده جهت فسفر دار كردن گرافيت قابل انبساط در مقياس بالا ارائه‌شده است تا در كارهاي بازدارندگي شعله استفاده شود. براي اثبات وجود پيوند شيميايي بين گرافيت قابل انبساط و آمونيوم پلي فسفات از روش‌هاي تبديل فوريه مادون‌قرمز (FTIR)، پراش پرتوايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، سنجش عنصري به روش پراكندگي انرژي پرتوايكس (EDAX)، آزمون گرما وزن سنجي (TGA) استفاده شد. نتايج نشان دادند كه در 6.5 درصد وزني، فسفر بر روي سطح گرافيت قابل انبساط اتصال يافته است كه نتيجه ظاهر شدن پيوند P-O-C بوده است. محصول شناسايي‌شده جهت بازدارندگي شعله‌ با ماتريس كو پليمر اتيلن- وينيل استات (EVA) در تركيب درصدهاي 20،10 و 30 تركيب شد. سپس با كامپوزيت‌هايي با ماتريس EVA و افزودني گرافيت منبسط‌شده به‌تنهايي، گرافيت منبسط‌شده همراه با آمونيوم پلي فسفات (دو سيستم هيبريدي) در همان تركيب درصدها با استفاده از نتايج آزمون گرما وزن سنجي ، سوختن عمودي UL-94 و ميكرو كالريمتر مخروطي (PCFC) مقايسه شده است. نتايج نشان دادند كه كامپوزيت نمونه اصلاح‌شده با 30 درصد وزني افزودني مقدار ذغال بيشتري از ساير نمونه‌ها برجاي گذاشته و از طرفي در آزمون UL-94 به رتبه‌بندي V-0 رسيده و داده‌هاي نتايج ميكرو كالريمتر مخروطي نشان داد پيك گرماي آزادشده مربوط به نمونه اصلاح‌شده 40 درصد نسبت به نمونه EVA خالص و 27 درصد بهتر از نمونه حاوي گرافيت منبسط شده بهتر‌شده است.همچنين خواص مكانيكي نمونه اصلاح شده به طور قابل توجهي نسبت به نمونه حاوي گرافيت قابل انبساط بهبود پيدا كرده است. واژه‌هاي كليدي: گرافيت قابل انبساط، آمونيوم پلي فسفات، فسفر دار كردن، بازدارندگي شعله

193096

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر صائب

مهندسي شيمي - پليمر

دكتر فصيحي