mohammad ali fathizadeh
-
پلی استرهای اشباع نشده شامل انواع ارتو، ایزو، بیس فنولی و وینیل استر بوده که به شکل ماتریس و پوشش پرمصرف ترین رزین های پلیمری گرماسخت هستند و حدود سه چهارم کل رزین های گرماسخت مصرفی در صنعت را تشکیل می دهند. از برتری های عمده رزین های پلی استر اشباع نشده می توان به قیمت کم، گران روی کم، خواص مکانیکی و مقاومت شیمیایی خوب، سبکی، جذب رطوبت کم، پخت بدون تشکیل محصول فرار و قابلیت فراورش ساده با روش های فراوری متداول، اشاره کرد. پلی استرهای اشباع نشده در گستره ای از کاربردهای صنعتی مهم شامل کامپوزیت ها، پوشش ها، درزگیرها و نیز در خطوط لوله، مخزن های ذخیره مواد شیمیایی و سوخت و قطعات کارآمد برای صنایع ساختمان، الکتریکی و حمل ونقل زمینی و دریایی استفاده شده اند. اما جمع شدگی زیاد پس از پخت، پایداری ضعیف در برابر آتش و آلودگی زیست محیطی ناشی از فراریت استیرن، کاربرد آن ها را در بعضی زمینه ها محدود می کند. در دهه های گذشته، استفاده از نانوپرکننده در پلیمرها برای تشکیل نانوکامپوزیت های پلیمری به دلیل قابلیت ترکیب کردن برتری های نانوپرکننده ها و پلیمرها، توجه پژوهشگران را جلب کرده است. از این رو، توسعه نانوکامپوزیت های رزین های پلی استر اشباع نشده این رزین ها را برای کاربردهای فعلی و نوظهوری مطلوب می سازد که نیازمند استحکام ویژه زیاد، حفاظت الکترومغناطیسی و بهبود پایداری گرمایی هستند. اما، چالش اصلی در تهیه نانوکامپوزیت ها دستیابی به پراکنش همگن نانوپرکننده درون ماتریس پلیمر بوده که کلید اصلی دستیابی به خواص دلخواه است. بنابراین، هدف مطالعه حاضر ارزیابی پژوهش های انجام شده در زمینه تهیه نانوکامپوزیت های رزین پلی استر اشباع نشده و بررسی خواص آن ها و در نهایت بیان محدودیت ها در ساخت این نانوکامپوزیت هاست. بدین منظور، ابتدا انواع نانوپرکننده های استفاده شده در این سامانه ها دسته بندی شده و روش های اختلاط نانوپرکننده ها با رزین های پلی استر اشباع نشده معرفی می شوند. سپس، با توجه به پژوهش های انجام شده در این زمینه اثر افزودن نانوپرکننده ها بر خواص این نانوکامپوزیت ها مرور می شوند.
کلید واژگان: رزین، پلی استر اشباع نشده، نانوکامپوزیت، روش های پراکنش، خواصUnsaturated polyester resins (UPRs) including ortho, iso, bisphenolic and vinylester are the most widely used thermosetting polymeric resins in the form of coating and matrix in the industry, making up around three quarters of all thermoset resins used in the industry. The major advantages of UPRs include low cost, low viscosity, good mechanical properties and chemical resistance, lightness, low moisture absorption, curing without the formation of volatiles, and simple processing with conventional processing methods. UPRs have been used in a wide variety of applications including composites, coatings, sealants, chemical and fuel storage tanks, and high-performance components for the construction, marine and land transportation, and electrical industries. However their high shrinkage after curing, low fire resistance and environmental pollution due to volatile styrene have limited their use. In the past decades, the use of nanofillers in polymers to form polymer nanocomposites has attracted attention due to the ability to combine the advantages of nanofillers and polymers. In addition, the development of nanocomposites of UPRs has made these resins desirable for current and emerging applications that require high specific strength, electromagnetic shielding and improved thermal stability. However, due to the high tendency of nanoparticles to agglomerate, the main challenge in the preparation of nanocomposites is to achieve a homogeneous distribution of nanofillers in the matrix, which is the main key to achieving the desired properties. Therefore, the aim of this study is to evaluate extensive research in this field and to recognize the existing limitations related to the manufacture of these nanocomposites. For this purpose, firstly, the types of nanofillers are categorized and the mixing of nanofillers with UPRs is introduced. Then, the effect of adding nanofillers on the properties of these nanocomposites is reviewed according to the research works done in this field.
Keywords: resin, unsaturated polyester, Nanocomposite, dispersion methods, Properties -
در این پژوهش، خواص گرمایی، اشتعال پذیری و مکانیکی سه نوع مختلف رزین پلی استر غیراشباع ارتو، ایزو و وینیل استر و رزین اپوکسی برپایه دی گلیسیدیل اتر بیس فنول A بررسی و مقایسه شد. نظر به استفاده گسترده از این رزین ها در صنعت کامپوزیت، شناخت دقیق خواص آنها برای انتخاب بهترین رزین بسیار حائز اهمیت است. بدین منظور، از آزمون های گرانروی سنجی، طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، سرعت سوزش، تجزیه گرماوزن سنجی (TGA)، شاخص حدی اکسیژن (LOI) و اندازه گیری خواص خمشی استفاده شد. از آنجا که گرانروی رزین های پلی استر غیراشباع در محدوده 300cp تا 450cp قرار دارد، از مزیت شایان توجهی نسبت به رزین های اپوکسی برخوردارند که گرانروی در محدوده 600cp تا 1000cp دارند. از میان سه نوع مختلف رزین پلی استر غیراشباع برررسی شده در این پژوهش، رزین ارتو بیشترین مقدار درصد تبدیل را دارد. پس از آن این مقادیر به ترتیب متعلق به نمونه وینیل استر و ایزو بود. نتایج نشان داد، رزین وینیل استر، خواص بهینه ای از نظر گرمایی، مقاومت در برابر اشتعال و مکانیکی در میان رزین های پلی استر دارد. از مقایسه رزین اپوکسی با انواع پلی استر مشاهده شد، رزین اپوکسی سرعت سوزش بیشتری دارد، اما مقدار زغال باقی مانده (12.4%) و درصد (20.2%) LOI آن بیشتر و در نتیجه از پایداری گرمایی زیادتری برخوردار است. نتایج آزمون خمش بیانگر آن است که رزین اپوکسی مدول (4/1GPa) و استحکام خمشی (116MPa) بیشتری نسبت به رزین های پلی استر دارد، اما مقدار خمش تا شکست (2.8%) و چقرمگی این نمونه از سه نوع مختلف پلی استر غیراشباع کمتر است.
کلید واژگان: رزین، پلی استر غیراشباع، اپوکسی، کامپوزیت، اشتعال پذیریThermal properties, flammability and mechanical properties of three different kinds of unsaturated polyester resins, ortho, iso and vinyl ester and an epoxy resin based on diglycidyl ether of bisphenol-A were investigated. Since these resins are widely used in the composite industry it is vital to recognize their properties. For this purpose, viscosity, burning rate, limiting oxygen index (LOI) and flexural properties were measured. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and thermal gravimetric analysis were also performed. The viscosity of unsaturated polyester resins which was in the range of 300 to 450 cp showed an advantage compared to the viscosity of epoxy resin which was in the range of 600 to 1000 cp. The low viscosity property which is usually seen in unsaturated polyester resins is very important from the processing point of view, which in turn helps to ensure a simple processing. The ortho resin showed the highest conversion and conversion rate among the three unsaturated polyester resins. The vinyl ester resin showed a higher conversion than the iso resin. The results showed that the vinyl ester resin had the highest thermal resistance, flammability and mechanical properties among the unsaturated polyester resins used in this work. On the other hand, although the epoxy resin showed the highest burning rate but it had the highest carbon residue or char yield (12.4%) and LOI (20.2%), and consequently the highest thermal resistance. The results of flexural test showed that the epoxy resin had the highest flexural strength (116 MPa) and modulus (4.1 GPa) and the lowest deflection-at-break (2.8%) and toughness in comparison with the unsaturated polyester resins used in this work.Keywords: resin, unsaturated polyester, epoxy, composite, flammability
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.