جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « mechanical properties » در نشریات گروه « مهندسی شیمی، نفت و پلیمر »
تکرار جستجوی کلیدواژه « mechanical properties » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »-
اگرچه بازیافت محصولات پلیمری برای محیط زیست و اقتصاد مفید است، اما هدف اصلی دستیابی به کارایی پلیمرهای خام (دست نخورده) در پلیمرهای بازیافت شده است. بهترین نوع بازیافت برای داشتن حداکثر کارآمدی انرژی و حداقل پیامدهای زیست محیطی، بازیافت از نوع مکانیکی است. با این حال، یک سری تفاوت بین پلیمرهای دست نخورده و بازیافتی وجود دارد. به دلیل تغییرات ساختاری و وجود ناخالصی ها در پلیمر، رسیدن به یک بازیافت با کیفیت سخت است. اینکه پلیمر بازیافت شده برای به دست آوردن کاربردهای جدید مناسب است یا خیر، توسط آزمون های مکانیکی (مانند آزمون کشش، ضربه پذیری) و آزمون های فیزیکی (مثل پایداری هیدرولیکی، زبری سطح) و آزمون های عملیاتی (اکستروژن و قالب گیری) در شرایط استاندارد سنجیده می شود. وقتی آزمون های بالا صورت گیرد، اکثر پلیمرهای بازیافتی الزاماتی را که برای کاربردهای مختلف نیاز دارند برآورده نمی کنند، مگر این که از افزودنی هایی استفاده کنیم که خواص آن ها را بهبود ببخشد. این افزودنی ها ممکن است شامل عوامل جفت کننده، بهبوددهنده های ضربه، غیر فعال کننده های فلزی، تنظیم کننده های جریان مذاب، آنتی اکسیدانت ها، مستربچ ها و غیره باشند و هر کدام به طریقی موجب بهبود ویژگی های خاص پلیمرها استفاده شوند. اگرچه بازیافت محصولات پلیمری برای محیط زیست و اقتصاد مفید است، اما هدف اصلی دستیابی به کارایی پلیمرهای خام (دست نخورده) در پلیمرهای بازیافت شده است. بهترین نوع بازیافت برای داشتن حداکثر کارآمدی انرژی و حداقل پیامدهای زیست محیطی، بازیافت از نوع مکانیکی است.
کلید واژگان: پلاستیک, بازیافت, مستربچ های افزودنی, خواص فیزیکی و مکانیکی, پلی الفین}Although the recycling of polymer products is beneficial for the environment and economy, the main goal is to achieve the efficiency of raw (intact) polymers in recycled polymers. The best type of recycling to have maximum energy efficiency and minimum environmental consequences is mechanical recycling. However, there are a number of differences between virgin and recycled polymers. Due to the structural changes and the presence of impurities in the polymer, it is difficult to achieve a quality recycling. Whether the recycled polymer is suitable for obtaining new applications or not is measured by mechanical tests (such as tensile test, impact test), physical tests (such as hydraulic stability, surface roughness) and operational tests (extrusion and molding) under standard conditions. When these tests are performed, most recycled polymers do not meet the requirements required for various applications, unless we use additives that improve their properties. These additives may include coupling agents, impact improvers, metal deactivators, melt flow regulators, antioxidants, masterbatches, etc., and each is used in some way to improve specific properties of the polymers. Although the recycling of polymer products is beneficial for the environment and economy, the main goal is to achieve the efficiency of raw (intact) polymers in recycled polymers.
Keywords: Plastics, Recycling, Additive Masterbatches, Physical, Mechanical Properties, Polyolefin} -
یکی از نگران کننده ترین چالش های قرن حاضر موضوع دفع تایرهای فرسوده است، که بازیابی آن ها با واولکانش می تواند راه حلی برای مشکلات زیست محیطی حاصل از آن ها باشد. در این مقاله برای یافتن ارتباط میان آرایش مارپیچ و خواص نمونه ها، المان هایی با زوایا و برش های گوناگون برای اکسترودر ساخته شدند. سپس پانزده نمونه لاستیکی در شرایط گوناگون فرایندی واولکانیده شدند و برروی هر کدام آزمون های فیزیکی- مکانیکی انجام گرفت تا مشخص شود که تحت چه شرایطی نمونه های واولکانیده از خواص مکانیکی مطلوب تری برخوردار خواهد بود. طی آزمون ها مشخص شد که دما تاثیرگذارترین مشخصه در فرایند واولکانش خواهد بود. به گونه ای بیشترین درصد واولکانش در دماهای پایین تر و برش های متوسط و زیاد حاصل شد؛ زیرا بالابودن میزان سل در این شرایط سبب افزایش فرایندپذیری نمونه ها می شود. درحالی که افزایش دما و کاهش نرخ برش، اثر منفی بر روند فرایند خواهد داشت. هم چنین در بین خواص بررسی شده تغییرات میزان سایش و جهندگی، مستقل از آرایش مارپیچ شناخته شدند.کلید واژگان: آرایش مارپیچ, واولکانش, اکسترودر, خواص مکانیکی, تایر فرسوده, نرخ برش}One of the most concernative challenges of the current century is the disposal of waste tires; recycling them by devulcanization can be a solution to environmental problems. To find the relationship between the screw configuration and the properties of the samples, some new elements with different angles and shears were designed, and installed on the extruder. Then, 15 rubber samples were devulcanized by the extruder and Physical-mechanical tests were performed on them. To determine what process conditions will cause favorable mechanical properties in samples. During the tests, it was determined that temperature will be the most influential parameter in the devulcanization process. It was found that the highest percentage of devulcanization occurs at lower temperatures and medium and high shear rates. In this condition, the weight fraction of sol will be at its maximum value, which increases the processability of the samples. While increasing the temperature and decreasing the cutting rate cause a negative effect on the process. Among the investigated properties; the changes in abrasion and resilience were independent of screw configuration.Keywords: Block Copolymer, Screw Configuration, Devulcanization, Extruder, Mechanical Properties, Worn Tires, Shear Rate}
-
پیشرانه جامد مرکب بر پایه سه جزء اصلی پلی بوتادی ان خاتمه یافته با هیدروکسیل/آلومینیم/آمونیم پرکلرات (AP/Al/HTPB) حاوی 19% وزنی آلومینیوم به دلیل بار جامد بالا، خواص فیزیکی، مکانیکی و احتراقی ویژه ای دارد. افزایش محتوای بار جامد به منظور ارتقای خواص عملکردی پیشرانه جامد مانند ایمپالس ویژه و گرمای احتراق حجمی که از الزامات ماموریت های فضایی هستند، انجام می پذیرد. از سویی افزایش بار جامد (کاهش سامانه بایندر) با محدودیت های در فرایند تولید پیشرانه مانند افزایش گران روی، کاهش پات لایف (عمرکاربری) و کاهش فرایندپذیری دوغاب پیشرانه همراه است و هم چنین موجب کاهش کیفیت خواص مکانیکی محصول پیشرانه می شود. در این مقاله تاثیر توزیع اندازه ذرات اکسیدکننده AP به عنوان یکی از مولفه های کلیدی بر خواص فیزیکی، مکانیکی و احتراقی پیشرانه جامد مرکب به صورت تجربی مطالعه شد. نتایج نشان داد که با کاهش میانگین اندازه ذرات AP، مقدار چگالی تغییر چشم گیری ندارد، مقدار استحکام کششی و مدول افزایش و ازدیاد طول کاهش می یابد و هم چنین نرخ سوزش پیشرانه ها کمی افزایش پیدا می کند. چگالی پیشرانه ها به صورت میانگین 1792kg/m3 ، برای نمونه پیشرانه با نسبت 0.88 = NCO/OH و میانگین جرمی اندازه ذرات AP برابر با 251μm مقدار استحکام کششی بیشینه 0.523MPa ، ازدیاد طول بیشینه 35/1%، مدول 1.5MPa و نرخ سوزش در فشار 65bar برابر با 6.9mm/sec به دست آمد.
کلید واژگان: خواص مکانیکی, نرخ سوزش, پیشرانه جامد مرکب, توزیع اندازه ذرات, آمونیوم پرکلرات (AP), پودر آلومینیوم و HTPB}The composite solid propellant based on the three main components AP/Al/HTPB containing 19 wt.% of Aluminum has special physical, mechanical and combustion properties due to the high solid load. Increasing the solid load is done in order to improve the performance properties of solid propellant, such as specific impulse and volume combustion heat, which are requirements of space missions. On the other hand, increasing the solid load (reducing the binder system) leads to limitations in the production process, such as increasing the viscosity, reducing the pot life, and reducing the processability of the propellant slurry, and also reducing the quality of other propellant properties such as mechanical properties. In this study, the effect of ammonium perchlorate (AP) as one of the key parameters on the physical, mechanical and combustion properties of composite solid propellant has been studied experimentally. The results showed that by reducing the average size of AP particles, the density does not change significantly, the tensile strength and modulus increase and the elongation decreases, and the burning rate of the propellants increases slightly. The average density of propellants is 1792 kg/m3, For the propellant sample with the NCO/OH ratio = 0.88 and the mass average AP particle size equal to 251 μm, the ultimate tensile strength is 0.523 MPa, the maximum elongation is 35.1%, the modulus is 1.5 Mpa, and the burning rate at 65 bar is equal to 6.9 mm/sec.
Keywords: Mechanical properties, burning rate, Composite Solid Propellant, particle-size distribution, Ammonium Perchlorate (AP), Aluminum powder, HTPB} -
پیشرفت ها در سنتز و تولید صنعتی نانومواد کربنی مانند نانولوله های کربنی (CNTها) به طور گسترده در صنعت مواد پلیمری در چند دهه گذشته به کار گرفته شده است که منجر به ایجاد گروهی از کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با نانولوله های کربنی شده است. کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با CNTها دارای قابلیت استفاده در کاربردهای گوناگون مانند صنایع نظامی، صنایع حمل ونقل، هوافضا، خودرو و تجهیزات ورزشی هستند. CNTها دارای خواص حرارتی، الکتریکی و مکانیکی مطلوب و همچنین چگالی پایین هستند که محققان را به استفاده از آن ها در ساخت کامپوزیت های پلیمری ترغیب می کند. کامپوزیت های پلمیری به دلیل داشتن وزن پایین، خواص مکانیکی مطلوب و فرایندهای تولید متنوع نسبت به سایر انواع کامپوزیت ها و مواد مهندسی دیگر، مورد استقبال بسیاری از پژوهشگران و صنعتگران قرار گرفته است. از طرفی CNTها به دلیل ابعاد نانومتری و نیز استحکام خارق العاده، به عنوان تقویت کننده های مکانیکی برای کاربردهای ساختاری مختلف منحصربه فرد هستند. در این مطالعه مروری سعی شده است پژوهش های انجام شده در زمینه خواص مکانیکی کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با CNT بررسی شود. در ادامه تاثیر چندین عامل موثر بر خواص مکانیکی کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با CNT از جمله مقدار، شکل و سطح تماس عامل تقویت کننده با ماتریس پلیمری مشخص شد.
کلید واژگان: نانوکامپوزیت, پلیمر, عامل تقویت کننده, نانولوله های کربنی, خواص مکانیکی}Advances in the synthesis and industrial production of carbon nanomaterials, particularly carbon nanotubes (CNTs) have been widely used in the polymer materials industry in the past few decades, leading to the creation of a group of carbon nanotube-reinforced polymer composites that exhibit the potential to be used in several applications, such as military, transportation, aerospace, automotive, and sports equipment. The advantageous thermal, electrical, and mechanical properties of CNTs, in conjunction with their low density, which encourages researchers to use them in making polymer composites. Polymeric composites have been welcomed by many researchers and industrialists due to their special properties including low weight, favorable mechanical properties and diverse production processes compared to other types of composites and other engineering materials. On the other hand, CNTs are unique as mechanical reinforcement components for structural applications due to their nanometer dimensions and extraordinary strength. Therefore, in this review study, an attempt has been made to examine the researches carried out in the field of mechanical properties of polymer composites reinforced with CNT. The implications of several factors affecting mechanical properties of CNT reinforced polymer composites such as amount, shape, and contact area of the reinforcing agents with the polymer matrix, have been highlighted.
Keywords: Nanocomposite, Polymer, Reinforcing Agent, Carbon Nanotubes, Mechanical Properties} -
فرضیه :
فناوری تهیه اسفنج های پلیمری با ثابت دی الکتریک دلخواه در طراحی و ساخت تجهیزات مخابراتی کاربرد دارد. از آنجا که اثر مشخصه های ریزساختاری اسفنج های پلی استیرن انبساطی بر مشخصات دیالکتریک و خواص مکانیکی شایان توجه است. موضوع این مقاله به اثر ضخامت دیواره سلول اسفنج های پلی استیرن انبساطی بر ثابت دی الکتریک و ضریب اتلاف و سختی و جهندگی اسفنج های پلی استیرن انبساطی متمرکز شده است.
روش هاتعدادی نمونه های اسفنج پلی استیرن انبساطی با مقدار تخلخل و ضخامت کل متفاوت با استفاده از برنامه مشخص گرمایی در کوره برنامه پذیر تهیه شدند. ابتدا، خواص فیزیکی از قبیل جرم حجمی و مقدار تخلخل اسفنج پلی استیرن انبساطی تعیین شد و سپس مشخصه های ریزساختاری آن ها مانند میانگین ضخامت دیواره سلول ها با میکروسکوپ الکترونی پویشی بررسی شدند. ثابت و ضریب اتلاف دیالکتریک نمونه های اسفنجی حاصل با دستگاه تحلیگر شبکه ای برداری دارای آنتن شیپوری لنزدار ارزیابی شد و خواص مکانیکی نمونه اسفنج های پلی استیرن انبساطی طبق سختی سنج شور D و مقدار انرژی مکانیکی قابل ذخیره با دستگاه جهندگی سنجش شدند.
یافته هامشخصه های دی الکتریکی مانند ثابت دی الکتریک و ضریب اتلاف دی الکتریک اسفنج پلی استیرن با افزایش ضخامت دیواره سلول ها در نمونه های با ضخامت کل برابر، به ترتیب تا 12 و %53 افزایش نشان می دهند. همچنین خواص مکانیکی نمونه های اسفنج پلی استیرن از قبیل سختی و جهندگی نیز با افزایش ضخامت دیواره سلول ها در نمونه های با ضخامت کل برابر، به ترتیب 40 و %42 افزایش نشان می دهند. در حالی که ثابت دی الکتریک و ضریب اتلاف دی الکتریک با کاهش ضخامت کل نمونه پلی استیرن اسفنجی حین ثبات ضخامت دیواره سلول های اسفنج پلی استیرن کاهش می یابد، ضخامت کل نمونه اسفنج پلی استیرن اثری بر مقدار سختی و جهندگی نشان نداد.
کلید واژگان: ثابت دی الکتریک, خواص مکانیکی, پلی استیرن انبساطی, اسفنج, ضخامت دیواره سلول}Hypothesis:
The technology of preparing materials with desired dielectric constants is used in designing and manufacturing telecommunication equipment. Foaming of the polymers is an effective method to reduce their dielectric constant further, as the influence of the microstructural characteristics of the expanded polystyrene foams is important for their dielectric characteristics and mechanical properties. This article focuses on the effect of cell wall thickness of the expanded polystyrene foams on their dielectric constant, loss factor, hardness and resilience.
MethodsMany samples of the expanded polystyrene foam with different porosity and overall thickness values were prepared using a specific thermal procedure in a programmable oven. At first, the physical properties such as density and porosity of the expanded polystyrene foams were measured. Next, their microstructural characteristics such as the average cell wall thickness of the expanded polystyrene foams were investigated using a scanning electron microscope. The dielectric constant and loss factor of the samples were assessed with a vector network analyzer with a lens horn antenna. The mechanical properties of the expanded polystyrene foams were evaluated according to Shore D hardness, and the value of mechanical energy stored in them was measured by a resilience tester.
FindingsBy increasing cell wall thickness in samples at equal overall thickness, the dielectric characteristics such as dielectric constant and dielectric loss factor increase by 12% and 53%, respectively. Moreover, the mechanical properties such as hardness and resilience reveal an increase of 40 and 42%, respectively, due to the increase of cell wall thickness in samples at the same overall thickness. While the dielectric constant and the dielectric loss factor decrease with the reduction of the overall thickness at the same cell wall thickness, the variation of the overall thickness depicts no effect on the hardness and resilience.
Keywords: dielectric constant, mechanical properties, expanded polystyrene, foam, Cell wall thickness} -
فرضیه :
روش ساخت رشته ذوبی به دلیل مزایای آن، از جمله سادگی استفاده، مقرون به صرفه بودن و دسترس پذیری، پرکاربردترین روش تولید افزودنی است. خواص مکانیکی پلی (لاکتیک اسید) چاپ شده با روش ساخت رشته ذوبی را می توان با ترکیب آن ها با نانومواد نظیر نانورس و بهینه سازی پارامترهای فرایندی چاپ مانند دمای چاپ و زاویه رستر، به طور شایان توجهی بهبود بخشید.
روش هابرای بررسی و بهینه سازی چندهدفی فرایند چاپ سه بعدی نمونه های نانوکامپوزیتی پلی (لاکتیک اسید) تقویت شده با نانوذرات رس از روش سطح پاسخ به عنوان یکی از روش های طراحی آزمایش ها، استفاده شد. دمای افشانک (190، 210 و 230 درجه سلسیوس)، زاویه رستر (0، 45 و °90) و مقدار نانورس (0، 2 و %4 وزنی) برای بهینه سازی پاسخ های خروجی مطالعه شدند. اختلاط ذوبی پلی (لاکتیک اسید) با نانوذرات رس با اکسترودر دو پیچی انجام شد و به کمک دانه ساز، دانه های کامپوزیتی پلی (لاکتیک اسید) دارای 2 و %4 وزنی نانورس تهیه شدند. دانه های کامپوزیتی تهیه شده وارد اکسترودر تک پیچی شده و رشته های کامپوزیتی تولید شدند.
یافته هابراساس نتایج بررسی مشارکت پارامترها بر داده های چگالی اثر متقابل درصد وزنی نانورس و دمای افشانک به ترتیب بیشترین مشارکت و زاویه رستر کمترین اثرگذاری را بر داده های چگالی داشته و برای نتایج استحکام کششی، مقدار درصد وزنی نانورس بیشترین اثرگذاری و اثر متقابل درصد وزنی نانورس و زاویه رستر کمترین اثرگذاری را در بین پارامترهای بررسی شده داشتند. همچنین نتایج مربوط به بهینه سازی چندهدفی نشان داد، بیشترین سطح درصد وزنی نانورس (%4 وزنی)، بیشترین سطح دمای افشانک (230 درجه سلیسوس) و زاویه رستر حدود °25.5، بهینه شرایط فرایندی برای دستیابی به بیشینه استحکام کششی 33.78MPa و کمینه چگالی 1.089g/cm3 است.
کلید واژگان: ساخت رشته ذوبی, پارامترهای چاپ سه بعدی, کامپوزیت پلی(لاکتیک اسید)-نانورس, خواص مکانیکی, بهینه سازی}Hypothesis:
Fused filament fabrication (FFF) method is widely used in additive manufacturing due to its benefits, such as ease of use, cost-effectiveness, and availability. The mechanical properties of polylactic acid (PLA) printed by the FFF method can be significantly improved by combining them with nanomaterials such as nanoclay and optimizing the printing process parameters such as printing temperature and raster angle.
MethodsIn order to investigate and optimize the multi-objective 3D printing process of PLA nanocomposite samples reinforced by nanoclay, the response surface method (RSM) was used as one of the methods of design of experiments. Nozzle temperature (190, 210 and 230°C), raster angle (0, 45 and 90°) and nanoclay weight percentage (0, 2 and 4% by wt) were studied to optimize output responses. Melt mixing of PLA with nanoclay particles was done using a twin-screw extruder machine and a granulator machine. The composite granules of PLA were prepared with 2 and 4% (by wt) of nanoclay. The prepared composite granules were entered into a single-screw extruder and composite filaments were produced.
FindingsThe analysis of parameter participation in the density data reveals that the weight percentage of nanoclay and the nozzle temperature exhibit the most substantial influence, while raster angle has the least impact. Conversely, when considering tensile strength results, the weight percentage of nanoclay is the dominant factor, while the interaction between the weight percentage of nanoclay and raster angle has the smallest influence among the parameters under investigation. The multi-objective optimization results revealed that the optimal process conditions to achieve maximum strength are a nanoclay weight percentage of 4% (by wt), a nozzle temperature of 230°C, and a raster angle of about 25.5°. The tensile strength of the parts produced is 33.78 MPa, and their density is at least 1.089 g/cm3.
Keywords: Fused filament fabrication (FFF), 3D printing parameters, Polylactic acid, nanoclay composite, mechanical properties, optimization} -
Among the various fuel cells, Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC) offer many advantages, such as low temperature operation, quick starting, and high energy density. Therefore, the PEMFC can be extensively applied to power generation, portable electric equipment and hybrid vehicles. Heat treatable aluminum alloys such as 7075, because of high strength low density and corrosion resistance, are used widely in industry and PEMFC. In this industry, besides of mechanical properties, corrosion resistance is very important to work at that environment. T6 heat treatment has recommended for this regard, but this temper treatment is sensitive to corrosion induced and Stress Corrosion Cracking (SCC). In this work 5% Pre- Stretching after solution applied to this alloy in order to investigate its resistance to SCC. The results show that by this treatment, the precipitates immigrate from grain boundary into the grains inside and improve Stress Crack Corrosion (SCC) properties which is very important for using in PEMFC. Moreover, the results show that 5% Pre- Stretching after solution improves both tensile strength and elongation and 463MPa Tensile strength with 12% Elongation can be obtained by this heat treatment.Keywords: Stretching treatment, 7075 Aluminum, SCC, mechanical Properties, PEM fuel cell}
-
فرضیه :
کامپوزیت های رزین فنولی به دلیل آزادکردن محصول جانبی آب به هنگام پخت، همواره زیر فشار پرس یا اتوکلاو فرایند می شوند. بنابراین، اگر بتوان برای شکل دهی قطعه های کامپوزیت فنولی فقط از روش کیسه خلا استفاده کرد، هزینه های قالب و نیز چالش های مخزن های زیر فشار کنار گذاشته شده و قدم بزرگی برای آسانی فرایند ساخت این نوع قطعه ها برداشته می شود.
روش هابه منظور ارزیابی فرایند کیسه خلا با روش مرسوم کیسه خلا و نیز اتوکلاو، در پژوهش حاضر، کامپوزیت های چندلایه فنولی تقویت شده با پارچه الیاف شیشه به دو روش اتوکلاو در فشار 3bar و نیز فقط کیسه خلا تهیه شدند. به منظور مقایسه خواص و نیز بررسی اثر ضخامت بر خواص مختلف، نمونه ها در آزمون های خمش، استحکام برشی تیر کوتاه، درصد حباب و شکل شناسی سطح شکست بررسی شدند.
یافته هانتایج نشان داد، در هر دو گروه نمونه، با افزایش ضخامت مدول خمشی افزایش و استحکام خمشی و استحکام تیر کوتاه کاهش می یابد. همچنین در هر ضخامت، مدول و استحکام خمشی و استحکام تیر کوتاه در نمونه تهیه شده فقط با کیسه خلا نسبت به نمونه اتوکلاو به ترتیب 27، 17 و %17 کاهش یافته است. نتایج بررسی های شکل شناسی نیز نشان داد، در نمونه های تهیه شده فقط با کیسه خلا برخلاف نمونه های اتوکلاو، حفره های ناشی از حباب های درشت به فراوانی یافت شده و نیز اتصال رزین و الیاف پس از شکست کاهش زیادی یافته است. همچنین با افزایش ضخامت، اتصال رزین و الیاف و نفوذ رزین در میان رشته های الیاف کاهش یافته است. نتایج آزمون درصد حباب نیز نشان داد، در نمونه های با ضخامت های 1 و 9mm به ترتیب مقدار حباب 1± %3.5 و 1± %15 بوده است. بنابراین برخلاف رزین اپوکسی، خواص رزین های فنولی در فرایند فقط کیسه خلا کاهش می یابد.
کلید واژگان: فرایند کامپوزیت ها, کامپوزیت فنولی, فرایند فقط کیسه خلا, اتوکلاو, خواص مکانیکی}Hypothesis:
The curing process for phenolic resin composites is always carried out under press or autoclave pressure, as water by-products are released during curing process. As a result, when phenolic composite parts are formed using the vacuum bag-only method, the costs of the mold and challenges of the pressure vessels would be eliminated, and a significant step is taken in easier manufacture of these parts.
MethodsFor the purpose of comparing the two methods, phenolic laminates were prepared using 3 bar pressure autoclave and vacuum bag-only methods. In order to investigate the effects of thickness on different properties, the samples were subjected to bending tests, short beam strength tests, void percentage tests, and fractured surface morphology tests.
FindingsAs the sample’s thickness increases, the flexural modulus increases while the flexural strength and short beam strength decrease. Furthermore, the modulus, bending strength, and strength of the short beam in the autoclave sample have increased by 27%, 17%, and 17%, respectively, compared to the vacuum bag-only sample. Morphological studies also showed that more void content was formed in the vacuum bag samples and the resin-fiber interaction was reduced compared to the autoclaved samples. A decrease in the bonding between resin and fibers and in the penetration of resin between fiber strands has also been observed with increasing thickness. Samples with a thickness of 1 mm had a void content of 3.5 ± 1% and in samples with a thickness of 9 mm, it was 15% ± 1%.
Keywords: composites process, phenolic composites, vacuum bag-only, autoclave, mechanical properties} -
فرضیه :
در کامپوزیت های الاستومری، پدیده های بین سطحی همچون اثر پرکننده تقویتی بر دینامیک مولکولی زنجیر لاستیکی در فاز میانی و چگونگی برهم کنش لاستیک-پرکننده منشا تغییر انرژی کرنش یا اتلاف گران روکشسان کامپوزیت در آمیزه بسیار پرشده لاستیکی است. با هدف کسب تقریب اولیه از چگونگی اثرپذیری انرژی کرنش از پدیده های فصل مشترک شامل سفتی، اتلاف فاز میانی و کیفیت اتصال در فصل مشترک، در این پژوهش مدل ریزساختاری جزء محدود در حالت دوبعدی و سه بعدی ایجاد و مشخصه های موثر بر تغییرات خواص مکانیکی مطالعه شد. اثر تغییر در سفتی بین فازی و تغییر در ماهیت گران رو کشسان آن، تغییر در مقدار تماس لاستیک با پرکننده در حالت های کاملا مقید و ترکیب آن با لغزش اصطکاکی مدل سازی شد.
روش هاکامپوزیت های لاستیک استیرن بوتادی ان محلولی تقویت شده با سیلیکا با روش اختلاط مذاب تهیه شدند. بدین منظور لاستیک به همراه سیلیکا و جفت کننده سیلانی درون مخلوط کن داخلی مخلوط شد. ضریب پرشدگی، دما و سرعت چرخاننده مخلوط کن طوری تنظیم شد تا واکنش سیلانی شدن انجام شود. سپس پیمانه اصلی با سامانه پخت روی آسیاب دوغلتکی مخلوط و در نهایت نمونه زیر فشار در دمای 160 درجه سلسیوس پخت شد.
یافته هادر توافق با نتایج مدل سازی، آزمون کشش کامپوزیت نشان داد، مهم ترین عامل کنترل کننده، نوع اتصال لاستیک-پرکننده در ناحیه بین فازی است. نتایج شبیه سازی بیانگر این بود که در نظرگرفتن لغزش اصطکاکی در ناحیه بین فازی سبب کاهش انتقال تنش از ماتریس به ذره شد. در حالی که در مدل های با ناحیه بین فازی کاملا مقید، به دلیل انتقال کامل تنش از ذره به ماتریس، خواص مکانیکی انحراف شایان توجهی نسبت به نتایج تجربی نشان داد. همچنین مدل سه بعدی پیش بینی های بهتری نسبت به مدل دوبعدی ارایه کرد.
کلید واژگان: آمیزه تایر, مدل سازی چند مقیاسی, اجزای محدود, خواص مکانیکی, فاز میانی}Hypothesis:
In elastomeric composites, interfacial phenomena such as the effect of reinforcing filler on molecular dynamics of the rubber chain in the interphase and the way of rubber-filler interaction are the source of strain energy change or viscoelastic loss of the composite in highly filled rubber compound. To obtain a preliminary approximation of how the strain energy is influenced by interfacial phenomena, including stiffness, loss and the quality of this region, in this research, the finite element microstructural model was created in two-dimensional and three-dimensional mode and the effective characteristic changes in mechanical properties were studied. The effect of the change in stiffness of the interphase and the change in viscoelastic nature, the amount of contact between the rubber-filler in completely bonded and frictional sliding states were modeled.
MethodsThe solution styrene butadiene rubber composites reinforced with silica were prepared by melt mixing. For this purpose, rubber was mixed with silica and silane coupling agent in an internal mixer. Then the masterbatch was mixed with the curing system on a two-roll mill and finally the sample was cured under pressure at 160°C.
FindingsIn agreement with the modeling results, the composite tensile test showed that the most important controlling parameter is the type of rubber-filler connection in the interphase. The simulation results showed that considering the interphase region with frictional sliding greatly reduces the stress transfer from the matrix to the particle. But in the case of the completely bonded interphase region, due to the complete transfer of stress from the particle to the matrix, the mechanical properties showed a significant deviation compared to the experimental results. Also, the 3D models provided better predictions than the 2D ones.
Keywords: Tire compound, Multiscale modeling, finite element, mechanical properties, Interphase} -
فرضیه :
پلی یورتان های حافظه شکلی شبکه ای شده شیمیایی (CSMPUs) می توانند کاربردهای متنوعی در زمینه های مختلف مانند پزشکی داشته باشند که رفتار مکانیکی و حافظه شکلی در این نمونه ها نسبت به پلی یورتان های حافظه شکلی خطی بهبود یافته است. پلی یورتان حافظه شکلی حداقل از دو فاز مختلف تشکیل شده است. فاز اول که به صورت شبکه ای پایدار بوده، مسیول حفظ شکل اصلی پلی یورتان حافظه شکلی است. در مقابل، فاز دوم که به عنوان کلیدهای حافظه شکلی نیز شناخته می شوند، به طور موقت شکل موقت پلی یورتان را با بلورینگی تثبیت می کند. هدف از این پژوهش، سنتز پلی کاپرولاکتون های خطی و ستاره ای در مرحله اول و سنتز پلی یورتان های حافظه شکلی شبکه ای شده شیمیایی با استفاده از پلی کاپرولاکتون های خطی و ستاره ای در مرحله دوم است. همچنین شاخص های پیوند هیدروژنی از راه گروه های کربونیل (-C=O) و آمین (NH-) نمونه های پلی یورتان های حافظه شکلی شبکه ای شده شیمیایی و سنتزشده با استفاده از گلیسرول به عنوان شروع کننده قطعه نرم یا زنجیرافزا قطعه سخت بررسی و مقایسه شده است.
روش هاپلی کاپرولاکتون های خطی و ستاره ای با پلیمرشدن حلقه گشای کاپرولاکتون و در ادامه پلی یورتان های حافظه شکلی شبکه ای شده شیمیایی با پیش پلیمرشدن دومرحله ای سنتز شدند. با تغییر نسبت های مولی گروه های عاملی مقدار درصد وزنی قطعه سخت در نمونه های پلی یورتانی %10 ثابت نگه داشته شد.
یافته هانتایج نشان داد، شاخص پیوند هیدروژنی با ورود گلیسرول به عنوان زنجیرافزا کاهش یافت. همچنین، مقدار بلورینگی در نمونه های پلی یورتان های حافظه شکلی شبکه ای شده شیمیایی نسبت به کاپرولاکتون های خالص کاهش یافت. با افزایش اتصال عرضی شیمیایی، بلورینگی نمونه های پلی یورتان های حافظه شکلی شبکه ای شده شیمیایی روند کاهشی داشت. افزون بر این، در مطالعات رفتار مکانیکی تفاوت چندانی در اثر وجود گلیسرول در قطعه نرم یا سخت دیده نشد.
کلید واژگان: حافظه شکلی, پلی کاپرولاکتون, پلی یورتان, پیوند هیدروژنی, خواص مکانیکی}Hypothesis:
Chemical cross-linked shape memory polyurethanes (CSMPUs) can have various applications in different fields such as medicine, where mechanical behavior and shape memory are improved in these samples compared to linear shape memory polyurethanes. Shape memory polyurethanes consist of at least two different phases. The first phase, which is in the form of a net point, is responsible for maintaining the permanent shape of the shape memory polyurethane. In contrast, the second phase, also known as shape memory switches, temporarily fixes the temporary shape of the polyurethane by crystallinity. The aim of this research is the synthesis of linear and star polycaprolactones (PCLs) in the first step and the synthesis of CSMPUs using linear and star PCLs in the second step, as well as the investigation and comparison of hydrogen-bonding indices through -C=O groups and -NH CSMPU samples that were synthesized using glycerol as the initiator of the soft segment or the chain extender of the hard segment.
MethodsLinear and star polycaprolactones (PCLs) were synthesized using ring-opening polymerization (ROP) of caprolactone, and shape memory polyurethanes with chemical cross-linking (CSMPU) were synthesized using a two-step pre-polymerization method. By changing the molar ratios of the functional groups, the weight percentage of the hard segment in polyurethane samples was kept constant at 10%.
FindingsThe hydrogen-bond index is decreased with the introduction of glycerol as a chain extender. Also, the degree of crystallinity in CSMPU samples is decreased compared to those of pure PCLs. With the increase of chemical cross-linking the crystallinity of CSMPU samples is decreased. In addition, in the studies of mechanical behavior no significant difference was observed in the presence of glycerol in the soft segment or the hard segment.
Keywords: shape memory, polycaprolactone, polyurethanes, hydrogen-bonding, mechanical properties} -
With the development of the automotive industry, waste tire production has also increased significantly. And their accumulation causes many problems and occupies a large space. One of the most effective solutions is recycling waste tires by devulcanization, which is more economical than re-production. This paper aims to investigate the relationship between microstructure and physio-mechanical properties of devulcanized rubber samples. For this purpose, mechanical tests and identification tests including FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy) and NMR (Nuclear Magnetic Resonance) were performed on the samples. It was determined that; there is an inverse relationship between sol weight fraction and NR/SBR ratio; the lower the ratio, the higher the vinyl bonds, tensile strength, and swelling index of the specimens, and the better the curing. On the other hand, increasing this ratio decreases the percentage of devulcanization. Therefore, the low NR/SBR ratios will increase the process efficiency and improve the mechanical quality of the devulcanized rubbers.Keywords: Waste Tires, Rubber, Mechanical properties, Microstructure, Devulcanization}
-
فرضیه :
امروزه استفاده از نانوالیاف پلیمری در صنایع مختلف به ویژه صنعت پزشکی کاربرد زیادی پیدا کرده است. الکتروریسی روشی ساده، توانمند و مقرون به صرفه برای تهیه نانوالیاف است. در کاربردهای زیستی همچون مهندسی بافت استفاد از پلیمر زیست تخریب پذیر و زیست سازگار پلی (لاکتیک اسید) (PLA) توجه زیادی را جلب کرده است. می توان با افزودن نانوذرات خواص فیزیکی و مکانیکی نانوالیاف PLA را اصلاح کرد.
روش هانانوالیاف PLA با روش الکتروریسی تهیه شد. برای افزایش رسانندگی الکتریکی محلول ریسندگی و تهیه الیافی ظریف تر نمک نقره نیترات اضافه شد. به منظور بهبود شکل شناسی و خواص مکانیکی الیاف حاصل، نانوذرات لاستیک سیلیکون (NSR) به محلول ریسندگی اضافه شد. آزمون میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) و عبوری (TEM) برای بررسی شکل شناسی الیاف و پخش نانوذرات به کار گرفته شدند. خواص گرمایی و مکانیکی نانوالیاف به ترتیب با آزموهای گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و کشش مطالعه شد.
یافته هابرای تهیه نانوالیاف الکتروریسی شده پلی(لاکتیک اسید) با شکل شناسی مناسب محلول سازی با ترکیب حلال های دی کلرومتان و دی متیل فرمامید با نسبت حجمی 3 به 2 انجام شد. با کاهش غلظت PLA تا %7 و افزودن %0.5 نمک نقره نیترات به محلول ریسندگی الیافی بی نقص با قطر کمتر از 200nm تهیه شد. با افزودن نانوذرات لاستیک سیلیکون تا %1 الیاف ظریف تر شده و میانگین قطر ذرات به مقدار حدود 123nm کاهش می یابد. دلیل آن را می توان به افزایش کشسانی محلول ریسندگی با افزودن نانوذرات به دلیل ماهیت لاستیکی آن ها نسبت داد. افزودن نانوذرات لاستیک سیلیکون، در ترکیب درصدهای مختلف، موجب کاهش مقدار بلورینگی و افزایش دمای بلورینگی شد. چقرمگی نانوالیاف در مقادیر کم نانوذرات لاستیک سیلیکون بدون کاهش شایان توجه مدول و استحکام کششی به طور چشمگیری افزایش یافت که نشان دهنده کارایی زیاد این نانوذرات به عنوان اصلاح کننده ضربه است.
کلید واژگان: پلی (لاکتیک اسید), الکتروریسی, نانو ذرات لاستیک سیلیکون, شکل شناسی, خواص مکانیکی}Hypothesis:
Nowadays, polymer nanofibers have been extensively used in different industries especially for medical applications. Electrospinning is a simple, versatile and cost-effective technique to prepare nanofibers. For biomedical applications such as tissue engineering poly(lactic acid) (PLA), a biocompatible and biodegradable polymer, has gained great interest. To improve the physical and mechanical properties of electrospun PLA, nanofibers and nanoparticles can be included.
MethodsPLA nanofibers were prepared through electrospinning. Silver nitrate was added to increase the conductivity of electrospinning solution, resulting in finer nanofibers. To improve morphology and mechanical properties of the electrospun fibers, silicone rubber nanoparticles (NSR) were added into the electrospinning solution. Scanning and transmission electron microscopies (SEM and TEM) were employed to investigate the morphology of electrospun nanofibers and dispersion of nanoparticles, respectively. To investigate thermal and mechanical properties of the obtained nanofibers, differential scanning calorimetry (DSC) and tensile test were used.
FindingsTo obtain poly(lactic acid) electrospun nanofibers with fine and defect-free morphology, PLA was dissolved in a mixture of dichloromethane and dimethylformamide (DCM/DMF) solvents with a volumetric ratio of 3/2 Electrospinning solution with 7% poly(lactic acid) containing 0.5% (by wt) silver nitrate led to defect-free nanofibers with a diameter of less than 200 nm. Inclusion of silicone rubber nanoparticles of 1% resulted in finer nanofibers with a diameter of about 123 nm. This was attributed to enhanced elasticity of the solution with addition of elastomeric nanoparticles. Adding silicone rubber nanoparticles increased the cold crystallization temperature and decreased the crystallinity of polylactic acid. Toughness of nanofibers considerably increased in the presence of silicone rubber nanoparticles without sacrificing modulus and strength, indicating high capability of NSR as an impact modifier
Keywords: poly(lactic acid), electrospinning, silicone rubber nanoparticles, morphology, mechanical properties} -
فرضیه:
پلی (لاکتیک اسید) (PLA) در میان انواع زیست پلاستیک ها با توجه به برخورداری از خواص مطلوب شامل استحکام کششی و مدول کشسانی (سفتی) زیاد، قابلیت رقابت با پلیمرهای پایه نفتی را دارد. از معایب اصلی این زیست پلیمر شکنندگی در برخی کاربردهای عملی مانند بسته بندی و نساجی است که استفاده از آن را محدود کرده است. یکی از راه های برقراری توازن بین سفتی و چقرمگی پلی(لاکتیک اسید)، آمیخته سازی آن با زیست پلاستیک های انعطاف پذیر مانند پلی کاپروکاپتون ها (PCL) و افزودن نانوذراتی مانند گرافن است.
روش هادر این مطالعه، نانوکامپوزیت هایی بر پایه پلی(لاکتیک اسید)-پلی کاپرولاکتون-گرافن طی فرایند اختلاط مذاب با مخلوط کن داخلی با روش خوراک دهی مستقیم تهیه شدند. در همه نمونه ها نسبت وزنی فاز پراکنده پلی کاپرولاکتون به فاز ماتریس پلی(لاکتیک اسید) 30 به 70 انتخاب شد و از سه درصد وزنی مختلف نانو گرافن (0.5، 1 و 2) استفاده شد. در نهایت، برای بررسی ریزساختار، شکل شناسی، خواص مکانیکی و گرمایی به ترتیب از آزمون های ریومتری (RMS)، طیف سنجی مکانیکی پویشی، پراش پرتو X، میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM)، کشش و گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) استفاده شد.
یافته هانتایج پراش پرتو X نشان داد، نانوذرات گرافن دارای پخش شدگی مناسبی درون ماتریس پلیمری هستند. تصاویر SEM نیز نشان داد، افزودن نانوذرات گرافن به نمونه PLA/PCL به کاهش اندازه قطره های PCL منجر شده است. نتایج آزمون گران روکشسانی مذاب خطی نشان داد، مدول ذخیره و گران روی مختلط در بسامد 0.1 برای نمونه PLA/PCL دارای %2 وزنی نانوذره گرافن به ترتیب به مقدار 200 و %400 بیشتر از نمونه پرنشده است که حاکی از تشکیل شبکه سه بعدی و پراکنش مناسب نانوذره در ماتریس پلیمر است. نتایج آزمون کشش نشان داد، با افزودن %2 وزنی نانوذره گرافن به نمونه PLA/PCL مدول کشسانی، استحکام کششی و کرنش در شکست به ترتیب 63/126، 48/80 و %36/97 افزایش یافته است. نتایج آزمون گرمایی نیز نشان داد، افزودن نانوگرافن و نیز PCL به پلیمر PLA سبب اثر هسته زایی و ایجاد مراکز هسته گذاری فعال می شود و درصد بلورینگی فاز PLA افزایش می یابد. اما، اثرگذاری PCL در این پژوهش در این زمینه مشهودتر از نانوگرافن بود.
کلید واژگان: پلی لاکتیک اسید, پلی کاپرولاکتون, نانوذرات گرافن, ریزساختار, خواص مکانیکی}Hypothesis:
Among the types of bioplastics, poly(lactic acid) (PLA) has the ability to compete with petroleum-based polymers due to its favorable properties such as high tensile strength and high modulus of elasticity. Brittleness is the main disadvantage of PLA which limits its practical applications in some industrial fields like packaging and textile. Blending of PLA with other flexible bioplastics like polycaprolactone (PCL) and adding nanoparticles like graphene into PLA are among the techniques that can be used to balance the stiffness and toughness of PLA.
MethodsNanocomposites based on PLA/PCL/graphene (G) were prepared by melt mixing using an internal mixer with direct feeding method. In all samples the weight ratio of PCL dispersed phase to PLA matrix phase was 30:70, and three different weight percentages of nanographene (0.5, 1 and 2) were used. A rheometric mechanical spectrometer (RMS), X-ray diffractometer (XRD), and a scanning electron microscopy (SEM), as well as tensile and differential scanning calorimetry (DSC) measurements were used to study the microstructure, morphology, mechanical and thermal properties, respectively.
FindingsThe results of XRD showed that graphene nanoparticles are well dispersed in the polymer matrix. The SEM results demonstrated that incorporation of graphene nanoparticles into the PLA/PCL sample led to a decrease in the PCL droplet size. The melt linear viscoelastic measurements showed that incorporation of 2% (by wt) of nanographene into PLA/PCL sample enhanced the storage modulus and complex viscosity by about 200 and 400% due to well-dispersion of nanoparticles in the matrix that led to the formation of a 3D network between nanographene and/or nanographene-polymer chains. The tensile test results showed that the elastic modulus tensile strength, and elongation-at-break increased by 126.63%, 80.48%, and 97.36% respectively, by adding 2% graphene nanoparticles to the PLA/PCL sample. The results of the thermal tests also showed that the addition of nanographene and PCL to the PLA polymer causes the nucleation effect and the creation of active nucleation centers, and the crystallinity percentage of the PLA phase increases, but the effect of PCL in this research was more evident than that of nanographene.
Keywords: poly(lactic acid), polycaprolactone, graphene nanoparticles, microstructure, mechanical properties} -
در این پژوهش تاثیر اضافه کردن نانوخاک رس اصلاح شده به لاستیک SBR بر رفتار پخت، میزان جذب روغن و خواص مکانیکی نظیر مدول، استحکام کششی و کرنش در نقطه شکست، سختی و مقاومت سایشی بررسی شده است. در ادامه تاثیر مقدار دوده و جای گزینی بخشی از آن با تقویت کننده نانورس بر استحکام کششی، ازدیاد طول در نقطه شکست، سختی و مقاومت سایشی نیز بررسی شد. با افزودن نانوذرات، استحکام کششی و ازدیاد طول تا پارگی به طور قابل توجهی افزایش یافت که بیشترین افزایش در مقدار phr10 نانوذرات رخ داد. بررسی نتایج آزمون ریومتری نشان داد که با افزایش میزان نانوذرات، زمان برشتگی و زمان پخت بهینه، کاهش و سرعت پخت افزایش یافت. اضافه کردن نانوذرات به ماتریس پلیمری باعث بهبود مقاومت سایشی شد و حجم ساییده شده نمونه ها با افزایش مقدار نانو به طور چشم گیری نسبت به نمونه خالص SBR کاهش یافت. افزودن phr 10 خاک رس در حضور phr 20 دوده، مقدار کرنش تا نقطه پارگی و استحکام کششی به ترتیب به میزان 300 درصد و MPa 3 نسبت به نمونه بدون دوده افزایش یافت که بیانگر تاثیر هم افزایی دوده و نانورس در بهبود خواص مکانیکی نمونه هاست. با جای گزینی phr 10 دوده با همین مقدار نانوذرات خاک رس، استحکام کششی، کرنش در نقطه شکست و سختی به ترتیب به میزان 30%، 24% و 5% افزایش و میزان جذب روغن و میزان حجم ساییده شده به ترتیب به میزان 23% و 11% کاهش یافت.کلید واژگان: لاستیک استایرن- بوتادین, نانوخاک رس, دوده, رفتار پخت, خواص مکانیکی}In this study, the effect of adding nanoclay and carbon black to SBR on curing behavior, oil absorption and mechanical properties such as tensile strength and strain at break, hardness and abrasion resistance were investigated. At the end, we investigated the effect of carbon black (CB) and replacement a portion of CB with modified clay on tensile strength, elongation at break, hardness and abrasion resistance of SBR. Tensile strength and elongation at break were significantly improved upon addition of nanoclay and the optimum amount of nanoclay was 10 phr. The rheometric test indicated that as the nanoparticles loading increases, the scorch time and optimum cure time decrease and the cure rate increases. Adding nanoparticles to the polymer matrix improved the abrasion resistance and the abrasive volume of the samples decreased significantly with addition of nanoclay content. Adding 10 phr nanoclay to SBR containing 20 phr carbon black elongation at break and tensile strength exhibited a siginificant increase of 300% and 3 MPa respectively indicationg synergisty of carbon black and nanoclay in improving mechanical properties of SBR. Upon replacement of 10 phr CB with clay tensile strength, elongation at break and hardness improved 30%, 24% and 5% respectively and oil absorption and abrasive volume decreases 23% and 11% respectively.Keywords: SBR, Nanoclay, carbon black, Cure behavior, Mechanical properties}
-
بررسی اثر ریزساختار بر خواص مکانیکی داربست های زیستی برق ریسی شده از مخلوط پلی وینیل الکل و صمغ عربیرفتارهای داربست های زیستی به ویژه رفتار مکانیکی آن ها تابع ریزساختارشان است. این تحقیق بر آن است تا رابطه میان ریزساختار و خواص مکانیکی داربست های مورد مطالعه، یافت شود. بدین منظور برق ریسی از محلول 10% پلی وینیل الکل و 20% صمغ عربی در نسبت های مختلف (60-40 و 30-70، 20-80، 10-90، 0-100) انجام شد و تاثیر میزان صمغ عربی بر خصوصیات فیزیکی و ریزساختار و خواص مکانیکی داربست های ریسیده ، بررسی شد. خواص ساختاری محلول و بررسی پیوستگی بین فازهای آن با میکروسکوپ نوری انجام شد. گرانروی محلول نیز برای بررسی اثر صمغ عربی بر فرایند برق ریسی، مطالعه و تبدیل فوریه طیف سنجی مادون قرمز از داربست های تولیدی برای بررسی حضور صمغ عربی در ساختار الیاف برق ریسی شده انجام شد. آزمون کشش برای بررسی خواص مکانیکی داربست های تولیدی به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که حضور صمغ عربی سبب تولید الیاف باریک تر با تراکم بیشتر در داربست ها می شود و در نتیجه این تغییرات، مدول و استحکام داربست های زیستی افزایش می یابد.کلید واژگان: داربست زیستی, ریزساختار, خواص مکانیکی, نانوالیاف, پلی وینیل الکل, صمغ عربی}The behaviors of biological scaffolds from the attack of their mechanical behavior are a function of their microstructure. In this research,an attempt is made to find the relationship between the microstructure and mechanical properties of the studied scaffolds. Therefore, electrospinning of 10% polyvinyl alcohol and 20% gum arabic solution was performed in different ratios (60-40, 30-70, 20-80, 10-90, 0-100), and the effect of gum arabic on physical properties, microstructure, and properties. The mechanical nature of the spun scaffolding was investigated. The structural properties of the solution and the association between its phases were investigated using a light microscope.The viscosity of the solution was also investigated to investigate the effect of gum arabic on the electrospinning process. Fourier transform infrared spectroscopy of production scaffolds was performed to investigate the presence of gum arabic in the structure of electrified fibers. A tensile test was used to evaluate the mechanical properties of production scaffolds. The results showed that the presence of gum arabic causes the production of thinner fibers with higher density in the scaffolds and as a result of these changes, the modulus and strength of biological scaffolds increase.Keywords: bioscaffold, Microstructure, Mechanical properties, Nanofibers, polyvinyl alcohol, Arabic gum}
-
Sealants are one of the most important components of the proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). It has significant roles in issues like safety, energy density, durability and performance of the fuel cells. Thus choosing the proper kind of the sealant which is suitable for PEMFCs may cause to develop the performance of the fuel cells. Sealants must be chemically and physically stable in order to have good performance during the defined lifetime for the fuel cell. The durability of the seal means that it has the ability to be placed in the environment of the fuel cell for a long time, and its physical and chemical properties changes should be small, and performs the sealing function correctly. In this paper, mechanical properties of three different types of materials that are frequently used for fuel cell sealing are assessed in an environment similar to the fuel cells ones. These three materials are silicone, EPDM (ethylene propylene dyne monomer) sheet, and molded EPDM. Mechanical properties of the materials are obtained after being used in environment resembling a fuel cell at specific time and temperature. The mechanical and chemical properties of the specimens such as are hardness, weight changes, tensile strengths, compression set and spectrometry are carried out in accelerated durability test of simulated PEMFC environment. These tests are gathered in the period of 100 days. The results revealed that the molded EPDM is the best sealant from others based on the obtained properties in fuel cell working conditions.Keywords: Durability test, mechanical properties, PEM fuel cell, Sealant}
-
در چند دهه اخیر، صنایع مختلف پلیمری شاهد افزایش استفاده از نانوذرات در راستای کاربردهای مختلف بوده اند. صنعت لاستیک یکی از این صنایع و نانوالماس یکی از این نانوذرات است. نانوالماس، به دلیل دارابودن ویژگی های بارزی چون خواص مکانیکی عالی و رسانندگی گرمایی زیاد در صنایع متنوعی مورد توجه ویژه قرار گرفته است. به عنوان نمونه، به استفاده از نانوالماس در آمیزه های لاستیکی به تنهایی یا در کنار سایر پرکننده ها، اخیرا بسیار پرداخته شده است. با ترکیب این نانوذرات با ماتریس لاستیک، انواع مختلفی از لاستیک ها با قابلیت های بیشتر تولید شده است. این قابلیت، شامل خواص فیزیکی و مکانیکی و خواص گرمایی بهتر بوده و درنتیجه شرایط پخت آسان تر است. ویژگی های یادشده بیشتر مرهون سطح فعال نانوالماس و همچنین رسانندگی گرمایی بسیار خوب آن است. به طور کلی، استفاده از نانوالماس در صنعت لاستیک با اهداف مختلف انجام می گیرد. در این مقاله، ضمن معرفی این دلایل و اهداف و موارد استفاده از این نانوذره در انواع لاستیک مانند لاستیک های طبیعی، استیرن-بوتادی ان، نیتریل وغیره پرداخته شده است. همچنین سعی شده است، جدیدترین پژوهش های انجام شده در این زمینه بررسی و نتایج نهایی به طورخلاصه ارایه شده است.
کلید واژگان: نانوالماس, لاستیک, خواص فیزیکی و مکانیکی, خواص گرمایی, سینتیک پخت}In the last few decades, various polymer industries have witnessed the increasing use of nanoparticles for various applications. Rubber industry is one of these industries and nanodiamond is one of these nanoparticles. Nanodiamond has received special attention in various industries due to its outstanding properties such as excellent mechanical properties and high thermal conductivity. For example, the use of nanodiamond in rubber compounds alone or in combination with other fillers has recently received a lot of attention. By combining these nanoparticles with rubber matrix, different types of rubbers with more capabilities have been produced. These capabilities include better physical, mechanical and thermal properties as well as easier curing procedures. The mentioned properties are mostly due to the active surface of the nanodiamond as well as its excellent thermal conductivity. In general, nanodiamonds are used in the rubber industry for different purposes. In this article, while introducing these reasons and purposes, the use cases of this nanoparticle in various types of rubber such as natural rubber, styrene-butadiene, nitrile, etc. have been discussed. The latest research in this field has been reviewed and the final results have been presented in summary.
Keywords: nanodiamond, rubber, physical, mechanical properties, thermal properties, Curing Kinetics} -
استفاده از پوشش های خوراکی یکی از موثرترین راه ها در حفظ کیفیت میوه ها است. در این پژوهش کیفیت میوه لیموشیرین در قالب طرح فاکتوریل کاملا تصادفی با پوشش خوراکی نانوکامپوزیت کیتوسان-رس در سه سطح، روغن زیتون و واکس کارنوبا در مقایسه با نمونه بدون پوشش در طی عمر سردخانه ای در مدت 4 ماه مورد ارزیابی قرار گرفت. در طی دوره انبارمانی میوه های لیموشیرین ویژگی های اسیدیته، بریکس و اسید اسکوربیک و ویژگی های مکانیکی شامل حداکثر نیروی کشش پوست و مدول پانچ پوست میوه اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که واکس کارنوبا و نانو کامپوزیت کیتوسان-رس در حفظ خواص کیفی و مکانیکی نسبت به حالت بدون پوشش عملکرد بهتری داشتند. هم چنین در بین پوششهای به کاربرده شده پوشش نانو کامپوزیت کیتوسان-رس 5 درصد موفقیت بالاتری در حفظ خواص نسبت به سایر پوششها داشت. در این پژوهش، شبکه های عصبی مصنوعی، روش های رگرسیون خطی، غیرخطی نیز برای پیش بینی خواص لیموشیرین با پوشش های مختلف در شرایط انبارمانی مورداستفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که شبکه عصبی در مقایسه با رگرسیون خطی و غیرخطی، قدرت بهتری برای پیش بینی خواص لیموشیرین داشت و الگوریتم یادگیری لونبرگ مارکوارت (LM) با تابع انتقال tansig بهترین نتیجه را داشت. بهترین برازش برای پارامتر کیفی، میزان اسیدیته با ضریب تبیین (R) ، 95% به دست آمد. همچنین مطابق نتایج آنالیز حساسیت بالاترین ضریب حساسیت برای پارامتر مدول پانچ در ویژگی زمان با مقدار 96/47 درصد به دست آمد.
کلید واژگان: پوشش نانوکامپوزیت, انبارمانی, خواص مکانیکی, خواص کیفی, لیمو شیرین, آنالیز حساسیت}The application of edible coatings is one of the most effective ways to maintain the quality of fruits. In this study, the quality of sweet lemon fruit was evaluated in a completely randomized factorial design with edible coating of chitosan-clay nanocomposite in three levels, olive oil and carnauba wax in comparison with uncoated samples during refrigeration for 4 months. During the storage period of sweet lemon fruits, chemical characteristics (acidity, brix and ascorbic acid) as well as mechanical properties (maximum skin tensile force, fruit skin punch modulus) were measured. The results showed carnauba wax and chitosan-clay nanocomposite had better performance in maintaining lemon quality and mechanical properties than samples without coating. Moreover, among the coatings used, 5%chitosan-clay nanocomposite coating had higher preference than other coatings. In this research, Artificial Neural Networks (ANN) , linear and nonlinear regression method were used to predict the quality of lemon The results showed that the ANN has a better forecasting accuracy to predict the lemon properties compared to linear and nonlinear regression models and the LM learning algorithm with tansig transfer function had the best result. The best fit for the qualitative parameter was acidity with the coefficient of determination (R|) of 95%. The result of sensivity analysis indicated that the highest sensitivity coefficient was obtained for the punch modulus against the time feature with 47.96%.
Keywords: Nanocomposite Coating, storage, mechanical properties, Quality properties, Sweet Lemon, Sensitivity analysis} -
طول عمر و کارایی تجهیزات صنعتی، عمدتا به ساختار و نحوه عملکرد آنها در محیط های مهاجم وابسته است. به همین منظور، حفاظت از سطح تجهیزات از اهمیت بالایی برخوردار است. در دهه های اخیر، پوشش های سخت چند جزیی به شدت مورد توجه جوامع علمی و صنعتی قرار گرفته است. تاکنون، انواع مختلفی از پوشش های چند جزیی بر پایه فلزات واسطه، همچون کرم، تیتانیم و فلزات واسطه دیرگداز، به طور گسترده برای استفاده به عنوان پوشش های محافظ مورد استفاده قرار گرفته اند. با این حال، دیگر اجزای تشکیل دهنده پوشش های بر پایه فلزات مذکور (به عنوان مثال کربن، نیتروژن و سیلیکون)، ریخت شناسی سطح و اندازه دانه ها، نقش بسیار مهمی در خواص و کاربرد آنها خواهد داشت. به عنوان مثال پوشش های دو جزیی نیتریدی نمی توانند عملکرد خوبی در شرایط سایشی داشته باشند، در حالی که پوشش های دو جزیی کاربیدی کاندید های قابل توجهی برای این شرایط هستند. با این حال، پوشش های نازک سه جزیی کربو نیترید، می توانند خواص مکانیکی و عملکرد سایشی و اصطکاک بهتری را نسبت به پوشش های دو جزیی ارایه دهند. از سوی دیگر، برخی از خواص پوشش های مبتنی بر فلزات واسطه مانند مقاومت در برابر اکسیدشدن، تنش پسماند و عملکرد اصطکاکی را می توان با دوپ کردن سیلیکون (Si) به میزان قابل توجهی بهبود بخشید.
کلید واژگان: پوشش های چند جزئی Me(SiCN), مورفولوژی, خواص مکانیکی, خواص ضد خوردگی, خواص تریبولوژیکی}Industrial equipment's lifetime and efficiency depend mainly on its structures and performances in the harsh conditions of aggressive environments. Therefore, the protection of the equipment's surface is significant. In recent decades, multi-component hard coatings have been highly regarded in scientific and industrial communities. Different types of transition metal-based multi-component coatings, such as coatings based on chromium, titanium, and refractory metals, have been widely used as protective coatings. However, other components of these coatings (such as carbon, nitrogen, and silicon), surface morphology, and grain size will play essential roles in their properties and applications. For example, two-component transition-metal nitride coatings can not be used in abrasion conditions, while transition-metal carbide coatings are a significant candidate. However, three-component transition-metal Carbonitride coatings can provide better mechanical properties and tribological performances than Two-component coatings. On the other hand, some properties of transition metal-based coatings, such as oxidation resistance, residual stress, and frictional performance, can be significantly improved by doping silicon (Si).
Keywords: Multi-component coatings Me(SiCN), morphology, Mechanical properties, Anti-corrosion properties, tribological properties} -
In this study, the main purpose has been to investigate the behavior of the nanoparticles with different structures and similar based materials in polymer nanocomposites. To this end, different samples, containing PS as the matrix, and layered graphene oxide (GO) and/or hollow graphene oxide nanoparticles (HGO), were prepared via the melt mixing process and were subjected to heat conduction and tensile tests. To evaluate all features of the interaction between the polymer phase and the nanoparticles, a thermal/mechanical analytical model was proposed and the results were used to simulate the behavior of specific geometrical structures, corresponding to the real samples, under different thermal/mechanical conditions. The results showed good agreement between the obtained experimental data and simulation/analytical model interpretations. In addition, it was found that the HGO nanoparticle had such a good performance in enhancing the thermal and mechanical properties of the nanocomposite, due to its unique structure.Keywords: graphene oxide, Hollow Graphene Oxide, Polymer nanocomposites, thermal properties, Mechanical properties, Simulation}
- 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.