unsaturated polyester
در نشریات گروه فنی و مهندسی-
Water absorption characteristics of composite materials and gel coats are crucial for their applications in marine industry. The physical and mechanical properties of composite parts are influenced by moisture. Water absorption of five gel coat compositions based on epoxy vinylester resin and neopentylglycol unsaturated polyester resin and their blends was studied in this work. The influence of nanographene addition on the water absorption of these gel coats was also investigated. The results showed that epoxyvinylester resin had the lowest and neophentylglycol unsaturated polyester resin had the highest water absorption levels, and their blends, as expected, showed the same behavior. TEM, SEM and XRD were used to analyze and characterize the dispersion and distribution of nanographene particles in the polymer matrices. The results showed both dispersed and non-dispersed flakes in the polymer matrices. It was also shown that the addition of nanographene resulted in gel coats with lower water absorption levels.
Keywords: Gelcoat, water absorption, Resin, Epoxy vinyl ester, Unsaturated polyester, Mixture rule, Composite materials, Nano Grapheme -
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 -
In this study, unmodified graphite and graphite modified with a silane agent were used to ameliorate the thermal conductivity coefficient and dynamical properties of unsaturated polyester resin. The effect of unmodified graphite and modified graphite addition on thermal conductivity coefficient and dynamical properties of unsaturated polyester resin in the graphite amounts of 0.02% and 0.3% by weight were studied using solid thermal conductivity measuring device and DMA test. The results showed that the silane modifier can help to create strong covalent bonds between graphite particles and unsaturated polyester resin network and cause changes in thermal and dynamic properties compared to unmodified graphite particles. Adding 0.3% of the weight of the unmodified graphite to the unsaturated polyester resin resulted in a 7% raise in the storage modulus in the glassy region. However, adding the same amount of graphite modified using the silane agent increased the storage module by 33% in the glassy region. Silane modifier caused better dispersion of graphite particles in the resin structure. Superior dispersion of graphite particles caused more interaction between graphite particles and resin network, which significantly increased the modulus of unsaturated polyester resin. In contrast, better dispersion of graphite particles because of the presence of silane agent increased the thermal resistance at the surface of graphite particles, which reduced the thermal conductivity coefficient compared to unmodified graphite.Keywords: unsaturated polyester, Graphite, Silane, DMA, Thermal Conductivity Coefficient
-
پیشرانه های دو پایه متشکل از دو جز اصلی نیتروسلولز و نیتروگلیسیرین بوده و مهاجرت نیتروگلیسیرین از داخل پیشرانه به سطح، یکی از مشکلات اساسی این نوع پیشرانه ها می باشد. در اثر این پدیده نامطلوب، بدلیل ایجاد ناهمگنی نیتروگلیسیرین در ماتریکس پیشرانه در طول انبارداری، علاوه بر کاهش ایمنی، خواص بالستیکی بشدت تغییر خواهد کرد. بنابراین، ارائه یک مدل مناسب برای پیش بینی میزان مهاجرت در طول انبارداری و همچنین راه کارهای عملی در کاهش مهاجرت نیتروگلیسیرین، از موضوعات مورد علاقه متخصصان پیشرانه بشمار می رود. در مدل سازی مهاجرت، می توان با استفاده از معادلات حاکم بر پدیده نفوذ، مقادیر ضریب نفوذ، دیاگرام های میزان نیتروگلیسیرین مهاجرت کرده برحسب زمان و پراکندگی نفوذ در سطح و عمق عایق و جرم مهاجرت کرده در زمان تعادل را تعیین نمود. یکی از راه کار های کاهش مهاجرت، استفاده از عایق های برپایه پلی استر غیراشباع اصلاح شده حاوی پرکننده های معدنی می باشد. به همین منظور، در این کار تحقیقاتی، ابتدا چندین عایق پلی استر غیراشباع در حضور پرکننده های معدنی سنتز شده و میزان نفوذ نیتروگلیسیرین در آنها از طریق آزمون غوطه وری، مدل سازی گردیده و ضرایب نفوذ محاسبه گردید. نتایج نشان داد که عایق پلی استر غیراشباع اصلاح شده دارای ضریب نفوذ cm2 /s4-10×027/1 بوده است، که در حضور آلومینا تری هیدرات بعنوان یک پرکننده معدنی، ضریب نفوذ به cm2 /s6-10×777/6 کاهش یافت. همچنین میزان جرم نسبی مهاجرت کرده ی در زمان بی نهایت برای عایق مورد نظر 4622/6 و در حضور پرکننده معدنی به مقدار 469/2 کاهش یافت. بنابراین، می توان با حضور پرکننده در ماتریکس عایق پیشرانه، نفوذ نیتروگلیسیرین را به میزان قابل توجه ای کاهش داد، که نتیجه آن، افزایش ایمنی و بهبود در طول عمر پیشرانه خواهد بود.کلید واژگان: پیشرانه جامد، عایق، مهاجرت، پلی استرغیراشباع، نیتروگلیسیرین، پرکننده معدنیDouble base propellant consists of two main components, nitrocellulose and nitroglycerin and nitroglycerin fickian diffusion from inter to surface of propellant, is the main problem of this type of propellants. Thus, providing a model for predicting migration during storage and also practical solutions in decreasing of nitroglycerine migration is one of the favorite subjects for propellant specialists. One of the ways to decrease migration, is using of modified inhibitor based on mineral unsaturated polyesters contain mineral fillers. Herein, at the first, several unsaturated polyester inhibitor in the presence of mineral filler (nano clay, modified nanoclay, silica, alumina trihydrates,15%, and alumina trihydrates, 30%) were synthesized and the influence of nitroglycerin was modeled by immersion test and the diffusion coefficients were calculated. The results showed that the modified unsaturated polyester inhibitor has a diffusion coefficient of 1.027×10-4 cm2/s that in the presence of alumina three hydrates as the mineral filler, the penetration coefficient decreased to 6.777×10-6 cm2/s. Also the relative migrated mass at the infinitive time to the mentioned inhibitor was 6.4622 and it is decreased to 2.469 in the presence of mineral filler. So, presence of filler in the inhibitor matrix, can significantly decreases nitroglycerin diffusion, increasing the safety and the lifetime of propellant .Keywords: Double Based Solid Propellant, Nitroglycerin, Migration, Unsaturated Polyester, Inorganic Fillers
-
پلی استرهای غیراشباع به عنوان بازدارنده در گرین پیشرانه راکتی دو پایه مصرف می شوند. در این مقاله، اثر طول زنجیره گلیکول، افزودن پرکننده، مقادیر مختلف رقیق کننده و ترکیبات حاوی هالوژن بر زمان ژل شدن، دمای اوج گرمازا، گرانروی، مقاومت کششی، درصد ازدیاد طول، قدرت پیوند با پیشرانه، و میزان مهاجرت نیتروگلیسرین بررسی شده است. نتایج به دست آمده حاکی از بهبود مهاجرت نیتروگلیسرین، زمان ژل شدن، دمای مربوط به اوج گرمازا و خواص مکانیکی به تناسب کاهش طول زنجیره است. همچنین، کاهش جذب آب و نیتروگلیسرین با افزایش غلظت تکپار استایرن تا 40 درصد در سامانه های پلی استری مشاهده می شود. به کار بردن مواد مقاوم به اشتعال، همچون اتیل اکریلات سیکلیک گلیکول فسفات (EACGP) نیز حاکی از بهبود مقاومت به اشتعال و شاخص اکسیژن بسپار است.کلید واژگان: پلی استر غیراشباع، بازدارنده، پیشرانه دوپایه راکتی، مهاجرت نیتروگلیسرینUnsaturated polyesters are used as a inhibitor in double base rocket propellant grains. In this paper, the effect of chain length glycol, filler addition, varying amounts of styrene and adding compounds containing halogens on the gel time, the exothermic peak temperature, viscosity, tensile strength, percent elongation, strong bonding with the propellant, the amount nitroglycerin migration in unsaturated Polyester will be reviewed. The results showed that a significant improvement of nitroglycerin migration, gel time, exotherm peak temperature and mechanical properties when polyester chain length is reduced. It also reduces water absorption and nitroglycerin was observed with increasing concentrations of styrene monomer to 40 percent in polyester systems. The use of flame retardant materials such as EACGP also Showed improved resistance to flame and oxygen index polymer.Keywords: Unsaturated Polyester, Inhibitor, Double Base Rocket Propellants, Nitroglycerin Migration
-
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
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.