بررسی رفتار و خواص آلیاژ پلی پروپیلن/لاستیک اتیلن-پروپیلن ساخته شده در درون راکتور
چکیده
پایان نامه حاضر به بررسی نقش برهم کنش بین سطحی در تشکیل و توسعه مورفولوژی، رئولوژی، خواص حرارتی، ساختمان مولکولی و خواص مکانیکی آلیاژهای ساخته شده در درون راکتور با استفاده از روش کوپلیمریزاسیون متناوب و چند مرحله ای می پردازد. در این رابطه با شبیه سازی این روش پلیمریزاسیون در آزمایشگاه موفق به تغییر در اندازه فاز پراکنده و بعبارت دیگر تغییر در مورفولوژی شدیم و این پدیده با مشاهده توسط میکروسکوپ الکترونی (sem) مورد ارزیابی کیفی و کمی قرار گرفت. با استفاده از آنالیز (gpc) ساختمان مولکولی فازهای پراکنده و ماتریس مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت و بر این اساس تاثیر تناوب در زمان کوپلیمریزاسیون بر روی مشخصات ساختمانی این آلیاژها بررسی گردید. با استفاده از آنالیز حرارتی (dsc) تاثیر تغییر در تعداد دفعات سوئیچ بر مشخصات حرارتی نمونه ها مانند دمای ذوب و حجم بلورینگی بررسی شد. خواص ویسکوالاستیک خطی آلیاژهای ساخته شده در درون راکتور با استفاده از دستگاه اسپکتروسکوپی رئومتری مکانیکی بررسی شد. بر اساس این نتایج کشش بین سطحی نمونه ها مورد ارزیابی قرار گرفت و نهایتا ارتباط مورفولوژی و رئولوژی در این نوع آلیاژها مطالعه گردید و میزان تغییر در کشش سطحی مورد محاسبه قرار گرفت. آنالیز کربن نوع سوم (nmr) تاییدی بود بر نتایج حاصل از آزمایشات رئولوژیکی و حرارتی مبنی بر افزایش کشش سطحی و درهم رفتگی بین مولکولی بیشتر ، بدلیل افزایش تعداد دفعات سوئیچ و در نهایت آزمایشات مکانیکی مانند مقاومت در مقابل ضربه و بررسی مدول خمشی نمونه ها تاثیر افزایش دفعات سوئیچ و خواص مکانیکی را روشن نمود. مجموعه نتایج نشان می دهد که با افزایش دفعات تناوب در زمان کوپلیمریزاسیون و یا به عبارتی دفعات سوئیچ و ریزتر شدن اندازه ذرات، بدون آنکه در ساختمان مولکولی ماده تغییری ایجاد شود بدلیل افزایش میزان هم بلورینگی مشترک در سطح مشترک ماتریس و فاز پراکنده و میزان گره خوردگی در این ناحیه، چسبندگی بین سطحی افزایش می یابد و این عامل باعث بالاتر رفتن خواصی نظیر مقاومت در مقابل ضربه و مدول خمشی در نمونه ها می گردد. از طرف دیگر با استفاده از آنالیزهای رئولوژیکی تغییرات کشش بین سطحی در نمونه های دارای ذرات ریزتر و با تعداد دفعات سوئیچ بیشتر دارد. همچنین با استفاده از بررسی های رئولوژیکی تاثیر افزایش درجه حرارت بر خواص این آلیاژها بررسی گردید و مشخص شد در درجه حرارت 230 درجه سانتیگراد به بالا پدیده انعقاد ذرات فاز پراکنده رخ می دهد. در این پروژه سعی شد به صورت همزمان تمامی عملیات فوق بر روی دو نمونه صنعتی نیز به منظور بررسی هر چه بهتر و بیشتر ارتباط متقابل بین رئولوژی و مورفولوژی و در نتیجه کشش سطحی بین دو فاز در این آلیاژها انجام شود. این دو نمونه علیرغم استفاده از دو کاتالیست متقاوت ، مورفولوژی یکسانی را از خود نشان می دادند. این موضوع زمینه را برای بررسی ساختمانی (gpc)، حرارتی (dsc) ، رئولوژیکی و مکانیکی فراهم ساخت. همچنین تلاش گردید تا با فرایند جداسازی اجزا تشکیل دهنده این آلیاژ از هم جدا شده و مورد بررسی رئولوژیکی با استفاده از دستگاه رئومتر مکانیکی قرار بگیرد. نتایج نشان دهنده آن بود که دو آلیاژ ساخته شده در درون راکتور با مورفولوژی یکسان و ساختمان مولکولی یکسان دارای خواص مقاومت در مقابل ضربه متقاوتی می باشند، که این امر ناشی از چسبندگی بین سطحی ضعیف در بین دو فاز می باشد. مطالعات رئولوژیکی نشان از تفاوت فاحش در میزان مدول آلیاژها خصوصا در فرکانس های پایین علیرغم یکسان بودن ساختمان مولکولی اجزا آلیاژ و همچنین درصد فاز پراکنده در هر دو نمونه می باشد. مطالعه رئولوژیکی هر فاز به تنهایی نشان داد که خواص رئولوژیکی فاز پراکنده تاثیر مستقیم و بسیار زیادی بر روی خواص نهائی آلیاژ می گذارد.
