استفاده از ذرات معدنی در اندازه های نانو و میکرون جهت پوشش های ضد خوردگی
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:97
پایان نامه مقطع کارشناسی مهندسی شیمی
فهرست مطالب :
فصل اول : مطالعه تاثیر ذرات نانو و میکرونی بر خواص مختلف یک پوشش اپوکسی بر پایه حلال (Solvent base epoxy coating )
مقدمه2
1-1- بررسی اثر ذرات نانو بر رفتار شکست یک پوشش ترموست 3
1-1-1- بررسی تاثیر اندازه ذرات به همراه نوع اصلاح سطحی بر
رفتار شکست پوشش اپوکسی3
2-1-1- بررسی تاثیر اندازه ذرات افزودنی بر رفتار شکست پوشش6
3-1-1- بررسی تاثیر اصلاح سطحی بر رفتار شکست پوشش8
4-1-1- بررسی روش ارزیابی کار شکست پوشش8
5-1-1- نتیجه گیری کلی12
2-1- بررسی تاثیر ذرات نانو SiO2 بر رفتار شکست و چقرمگی پوشش13
1-2-1- بررسی تاثیر ذرات Nano-SiO2 بر انرژی شکست پوشش اپوکسی15
2-2-1- نتیجه گیری کلی17
3-1- بررسی اثر شکل ذرات نانو بر خواص مکانیکی یک پوشش17
1-3-1- نتیجه گیری کلی24
4-1- بررسی اثر افزودنی های مختلف بر خواص ویسکوالاستیک پوشش24
1-4-1- بررسی تاثیر ذرات نانو Nano-Al2O3 بر خواص ویسکوالاستیک پوشش24
2-4-1- بررسی دیسپرسیون ذرات نانو بر خواص ویسکوالاستیک پوشش 26
3-4-1- نتیجه گیری کلی30
5-1- بررسی تاثیر اندازه ذرات و درصد مورد استفاده بر خواص
ویسکوالاستیک پوشش31
1-5-1- بررسی تاثیر اندازه ذرات و درصد استفاده از ذرات Nano-ZnO بر خواص
ویسکوالاستیک پوشش31
1-1-5-1- بررسی عوامل مختلف موثر بر دیسپرسیون ذرات نانو32
2-1-5-1- بررسی خواص ویسکوالاستیک پوشش پس از استفاده از ذرات نانو35
3-1-5-1- بررسی تاثیر درصد استفاده از ذرات نانو به همراه اندازه ذرات بر رفتار
مکانیکی پوشش37
2-5-1- نتیجه گیری کلی39
6-1- بررسی تاثیر ذرات نانو بر خواص چسبندگی پوشش40
1-6-1- بررسی مکانیزم بهبود چسبندگی پوشش اپوکسی حاوی ذرات نانو43
2-6-1- نتیجه گیری49
فصل دوم : بررسی روش های مختلف تهیه پوشش های پودری اپوکسی بر پایه ذرات نانو و میکرونی (Epoxy based Powder coating )
1- مقدمه51
1-2- بررسی پوشش اپوکسی اصلاح شده با ذرات Nano-CaCO353
1-1-2- آماده سازی رزین اپوکسی / Nano-CaCO3-composite53
2-1-2- تهیه پوشش پودری بر پایه اپوکسی اصلاح شده با Nano-CaCO354
3-1-2- بررسی دیسپرسیون Nano-CaCO3 در پوشش پودری اصلاح شده
پس از پخت55
4-1-2- بررسی اثر ذرات Nano-CaCO3 بر خواص Cupping 58
5-1-2- بررسی اثر ضخامت پوشش پودری بر خواص ضربه و Cupping پوشش 59
6-1-2- بررسی خواص Cupping پوشش پودری60
7-1-2- آزمون مه نمکی جهت بررسی خواص ضد خوردگی پوشش پودری
حاوی ذرات نانو63
8-1-2- بررسی مکانیزم بهبود خواص پوشش پودری به توسط
نانو ذرات64
2-2- بررسی اثر درجه پخت ،درصد فیلر به همراه اندازه ان بر خواص مقاومت سایشی یک پوشش پودری بر پایه اپوکسی Fusion-bond (FBEP )65
1-2-2- بررسی اثر شرایط پخت یک پوشش پودری بر خواص سایشی پوشش66
2-2-2- بررسی اثر افزودنی های مختلف بر خواص Erosion یا سایشی 70
3-2-2- بررسی اجزاء یک پوشش حاوی ذرات نانو فعال74
1-3-2-2- معایب پوشش های پودری بر پایه رزین های ترموپلاست75
2-3-2-2- اختلاط مذاب پوشش پودری ترموست (Melt Blending )79
3-3-2-2- پوشش قابل پخت به توسط اشعه UV (Melt-Blending )80
4-3-2-2- سیستم های پوشش پودری ترموست (Melt Extrusion )80
5-3-2-2- بررسی سیستم Radiation powder coating80
4-2- بررسی روش اصلاح سطحی ذرات پودری یک پوشش در حالت جامد84
1-4-2- بررسی فرایند نشاندن ذرات guest بر روی سطح ذرات host86
2-4-2- بررسی چگونگی اصلاح سطحی ذرات پودر88
3-4-2- آنالیز مورفولوژی سطح88
3- بررسی نتایج کلی بدست آمده از تحقیق92
4- مراجع96
مقدمه :
امروزه استفاده از رزین اپوکسی به دلیل برخورداری از خواص ویژه آن نظیر مقاومت حرارتی،مکانیکی و شیمیایی بسیار بالا از کاربرد فراوانی در صنایع مختلف برخوردار می باشد.با این وجود دانسیته شبکه ای بالای این رزین همچنان به عنوان یک ضعف اصلی این رزین محسوب می شده که به کاهش پاره ای از خصوصیات این رزین نظیر مقاومت در برابر ضربه می انجامد.بهبود چقرمگی این رزین می تواند به عنوان یک راهکار برای رفع این مشکل محسوب گردد که این امر می تواند به توسط روش های مختلفی نظیر استفاده از نرم کننده ها (Plastisizer ) یا عوامل چقرمه کننده دیگر صورت پذیرد که استفاده از این مواد اگرچه که به بهبود چقرمگی این رزین می تواند کمک نماید اما از طرف دیگر کاهش پاره ای از خواص دیگر رزین اپوکسی نظیر دانسیته شبکه ای و یا دمای انتقال شیشه ای رزین را در پی خواهد داشت که می تواند به ضعیف تر شدن سایر خواص مقاومتی رزین بیانجامد که روش کارامدی محسوب نمی گردد.
یک روش جهت بهبود چقرمگی یک رزین اپوکسی در عین حفظ خصوصیات دیگر ان استفاده از افزودنی های مختلف می باشد که در این میان استفاده از ذرات نانو به دلیل ایجاد خواص بی نظیر ان امروزه از کاربرد های فراوانی برخوردار می باشد.مشکل اساسی در بحث استفاده از ذرات نانو فرایند مشکل پخش ذرات نانو در بستر رزین می باشد.برای برخورداری از اپتیمم خواص برای یک پوشش اپوکسی حاوی ذرات نانو دیسپرسیون ان از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می باشد.
در این تحقیق سعی گردید تا تاثیر عوامل مختلفی نظیر شکل،اندازه،نوع اصلاح سطحی،درصد وزنی مورد استفاده و ماهیت شیمیایی ذرات نانو بر خواص دیسپرسیون و به دنبال ان سایر خصوصیات فیزیکی،مکانیکی و شیمیایی رزین اپوکسی مورد بررسی قرار گیرد.از طرف دیگر خواص بدست امده از سیستم حاوی ذرات نانو با سیستم حاوی ذرات میکرونی مقایسه گردید تا میزان کارایی ذرات نانو با ذرات میکرونی هم خانواده ان مقایسه شوند.
1-1- بررسی اثر ذرات نانو بر رفتار شکست یک پوشش ترموست
عوامل مختلفی می توانند بر رفتار شکست یک پوشش حاوی یک افزودنی تاثیر گذار باشند که به عنوان مثال می توان به اثر اندازه ذرات،نوع اصلاح سطحی و همچنین شکل فیزیکی ذرات نانو اشاره نمود.در این بخش تاثیر اندازه ذرات در ابعاد میکرونی (4.5-3 میکرون ) و نانو (100-20 نانومتر) به همراه نوع اصلاح سطحی بر رفتار شکست یک پوشش اپوکسی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
1-1-1- بررسی تاثیر اندازه ذرات به همراه نوع اصلاح سطحی بر رفتار شکست پوشش اپوکسی
یک مزیت استفاده از رزین اپوکسی توانایی این رزین برای برقراری اتصال با رزین و تشکیل یک ساختمان مولکولی فشرده که به ایجاد یک Stiffness و مقاومت شیمیایی می انجامد می باشد.به دلیل ساختار شبکه ای بالای پوشش اپوکسی این پوشش از یک مقاومت بسیار پایین در برابر شروع و رشد ترک برخوردار می باشد.تعدادی از محققین تلاش کرده اند تا چقرمگی این پلیمرها را با استفاده از ذرات مختلف افزودنی ها بهبود دهند.
برای این منظور از عوامل Reinforcement مختلفی نظیر ذرات Rubbery ،شیشه،ذرات سرامیک،سیلیکات ها و ذرات فلزی استفاده گردید.برای بهبود چقرمگی یک پوشش می توان از ذرات نانو بهره گرفت.مطالعات صورت گرفته حاکی از خواص مناسب تری می باشد که ذرات نانو در مقایسه با ذرات میکرونی می توانند ایجاد نمایند.
مروری بر تحقیقات صورت گرفته نشان می دهد که استفاده از ذرات نانو Al2O3 و CaSiO3 در رزین اپوکسی به بهبود و افزایش قابل توجه خواصی نظیر Impact Energy ،Flexural strength خواص دینامیکی ،مکانیکی و حرارتی پوشش می کردند.از طرف دیگر استفاده از ذرات نانو TiO2 یک Strain بالاتری برای شکست به همراه یک مقاومت بالای خراش را در برخی از درصد های استفاده از ذرات نانو را نشان می دهد.
به مانند سایر خواص یک پوشش دیسپرسیون ذرات نانو به شدت می تواند بر رفتار شکست ان تاثیر گذار باشد. مفید بودن ذرات نانومتری می تواند به دلیل بروز پاره ای از مشکلات نظیر استفاده و کاربرد این ذرات می تواند تحت تاثیر قرار گیرد.از جمله این مشکلات همانطور که در بخش قبل هم ذکر شد ایجاد تجمعات و دیسپرسیون نامناسب ذرات نانو می باشد.استفاده از تکنیک های التراسونیک و آسیاب Ball milling تا حدودی می توانند در رفع این مشکل کارساز باشند.راه دیگر بهبود چقرمگی پلیمر کنترل نمودن اتصال مابین ماتریس و عامل reinforcement می باشد.این اتصالات می تواند به واسطه قرار دادن گروههای organo functional silan بر روی سطح ذرات نانو ایجاد گردد.در این تحقیق اثر اصلاح ارگانوسیلانی و اندازه ذرات بر خواص چقرمگی یک پوشش بر پایه رزین اپوکسی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
برای این منظور از ذرات کروی آلومنیوم به عنوان عامل reinforcement یا تقویت کننده پوشش جهت بهبود رفتار Fracture toughness یک پلیمر شبکه ای مورد بررسی قرار می گیرد.برای این منظور از دو نوع ذره نانو با اندازه متوسط 50 نانومتر و میکرونی با ندازه متوسط 3.5 میکرون استفاده گردید.بدینوسیله کامپوزیت های Epoxy-Aluminum به واسطه روش In situ-polymerization برای دو حالت اصلاح سطحی و بدون اصلاح سطحی بدست آمدند.نحوه پخش ذرات نانو در بستر یک رزین اپوکسی به این صورت می باشد که در ابتدا ذرات در بستر حلال استون پخش شده که این عمل به واسطه یک هم زن مکانیکی و نیز استفاده هم زمان از یک التراسونیک انجام می پذیرد.
ساختمان شیمیایی گروه سیلانی مورد استفاده جهت اصلاح سطحی ذرات نانو در شکل 1 نشان داده شده است.
و...
دانلود پایان نامه استفاده از ذرات معدنی در اندازه های نانو و میکرون جهت پوشش های ضد خوردگی
