فهرست مطالب

دو ماهنامه علوم و تکنولوژی پلیمر
سال بیست و هفتم شماره 3 (پیاپی 131، امرداد و شهریور 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/06/06
  • تعداد عناوین: 7
|
  • نسرین جمشیدی کلجاهی، بابک قنبرزاده*، جلال دهقان نیا، علی اکبر انتظامی، محمود صوتی خیابانی صفحات 179-192

    فیلم خالص نشاسته معایبی مانند خاصیت آبدوستی شدید و خواص مکانیکی نسبتا ضعیف دارد که استفاده از آن را برای تولید فیلم های مصرفی در صنایع بسته بندی محدود می سازد. در این پژوهش براساس مطالعات پیشین، برای بهبود خواص فیلم نشاسته نرم شده (PS) از مقدار ثابت %10 سیتریک اسید و %10 پلی وینیل الکل (PVA) و نیز مقادیر مختلف نرم کننده گلیسرول (GLY)، نانوویسکرسلولوز (CNW) و تیتانیم دی اکسید (TiO2) استفاده شد. آثار این ترکیبات روی نفوذپذیری نسبت به بخارآب (WVP) فیلم های زیست نانوکامپوزیت نشاسته بررسی و مقادیر بهینه آنها با طرح مرکب مرکزی به روش پاسخ رویه معین شد. نتایج آزمون پراش پرتو X نشان داد، در مقادیر کم TiO2 و CNW، به دلیل پراکنش یکنواخت نانوذرات در ماتریس زیست پلیمر، پیکی در الگوی پراش مشاهده نمی شود. اما با افزودن مقادیر زیادی TiO2 و CNW پیکی ظاهر می شود که ممکن است مربوط به افزایش نواحی بلوری یا احتمالا تجمع نانوذرات باشد. طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه نشان داد، افزودن CNW و TiO2 موجب تشکیل و افزایش تعداد پیوند هیدروژنی بین گروه های عاملی پرکننده و ماتریس پلیمری زیست نانوکامپوزیت می شود. آثار غلظت TiO2 و CNW به شکل درجه دوم، غلظت GLY خطی و درجه دوم و اثر متقابل CNW و GLY برWVP معنی دار و مشاهده شد، مقادیر بهینه TiO2، CNW و GLY برای دستیابی به WVP کمینه به ترتیب برابر 0.118 و 0.3 گرم و 1.06 میلی لیتر است.

    کلیدواژگان: نشاسته، نانوویسکرسلولوز، تیتانیم دی اکسید، FTIR، نفوذپذیری بخارآب
  • احسان آقاجری، صادق مرادی، محمدحسین نویدفامیلی، سید اسماعیل زکیان، عاطفه گلبانگ صفحات 193-201
    سازگاری و تداخل امواج الکترومغناطیس جزو ویژگی های کلیدی مواد در اهداف نظامی و تجاری مرتبط با امواج الکترومغناطیسی است. در حال حاضر اهمیت حفاظت در برابر تداخل امواج الکترومغناطیسی در ارتباطات بدون سیم و سامانه های ETC افزایش یافته است. به طور کلی قابلیت مواد در جذب امواج الکترومعناطیس به خواص ذاتی الکترومغناطیسی مواد (مثل رسانایی، نفوذپذیری مغناطیسی و گذردهی یا ثابت دی الکتریک) و نیز ویژگی هایی از قبیل ضخامت و بسامد موج به کار رفته وابسته است. اثر هر پارامتر روی نتایج عملکرد جاذب به دلیل پیچیدگی انتشار امواج در محیط قابل درک نیست. اضافه کردن مواد خالص دی الکتریک یا مغناطیس در ماتریس پلیمری راه ممکن برای تغییر خواص عملکرد الکترومغناطیسی مواد است. در این پژوهش، نانوکامپوزیت های پلی استیرن- نانولوله کربنی چنددیواره با استفاده از روش محلولی و با سه سرعت متفاوت همزن مکانیکی با سرعت زیاد برای پراکنش نانوذرات به منظور بررسی اثر پراکنش نانوذرات بر خواص جذب موج الکترومغناطیس تهیه شدند. شکل شناسی نانوکامپوزیت ها با میکروسکوپی الکترونی پویشی بررسی شد. خواص و قابلیت جذب موج الکترومغناطیس نانوکامپوزیت ها با تجزیه گر شبکه برداری در محدوده بسامد 5 تا 8 گیگاهرتز بررسی شد. درنهایت، نتایج جذب با یکدیگر مقایسه شد. نتایج نشان داد، با بهبود پراکنش نانوذرات به واسطه افزایش سرعت همزن مقدار عبور و انعکاس کاهش و مقدار جذب و پهنای باند جذب افزایش می یابد. حداکثر اتلاف در بسامد 8 گیگاهرتز و برابر با 9.95- دسی بل است و در نانو کامپوزیتی رخ داد که از 10000 دور بر دقیقه برای ساخت آن استفاده شد.
    کلیدواژگان: جذب موج الکترومغناطیس، اتلاف بازتاب، نانو لوله های کربنی، پلی استیرن، نانوکامپوزیت
  • سعید تقوایی گنجعلی، فرشته مطیعی، زهره قاضی طباطبایی صفحات 203-211
    به علت تشکیل ژل در پلی بوتادی ان و برخی مشکلات مطرح شده از سوی صنایع لاستیک سازی مبنی بر وجود مشکل ترک شیار در محصولات، تعیین مقدار ژل و شناسایی ریزساختار الاستومر بوتادی ان اهمیت بسیار زیادی دارد. در پژوهش حاضر، مقدار ژل در لاستیک پلی بوتادی ان (PBR) با گرماسنجی پویشی تفاضلی معین شد. تجزیه گرمایی لاستیک پلی بوتادی ان در محدوده دمایی 0-65 درجه سلسیوس به روش های آزمون گرمایی بررسی و مطالعه شد. تجزیه هم دمای نمونه های پلیمری با درصد ژل مختلف در شرایط یکسان نشان داد، اکسایش و تجزیه نمونه ها در سه مرحله مختلف انجام می شود. منحنی های آزمون گرمایی نشان داد، هرچه مقدار ژل افزایش می یابد، تبدیل سیس به ترانس در محدوده دمایی گسترده تر و در دماهای کمتری رخ می دهد. همچنین با افزایش مقدار ژل، غلظت پیوند دوگانه کاهش یافته و مقدار انرژی آزاد شده در ناحیه اکسایش و تجزیه به دلیل بازشدن شبکه های پلیمری و شکسته شدن اتصالات عرضی بین زنجیرها افزایش می یابد. با توجه به مقادیر حاصل از آنتالپی و شدت جریان در گرماسنج پویشی تفاضلی در دو بیشینه دمایی مربوط به دو فرایند تبدیل سیس به ترانس و واکنش های شبکه ای و حلقوی شدن برای نمونه ها، شاخص گرمایی به دست آمد. با توجه به ارتباط به دست آمده بین شاخص نسبت جریان گرما و مقدار ژل موجود در نمونه ها، از این روش برای تعیین مقدار ژل (اتصالات عرضی C-C) موجود در PBR استفاده شده است.
    کلیدواژگان: پلی بوتادی ان، اتصالات عرضی C، C، مقدار ژل، DSC، شدت جریان گرما
  • احمدرضا قاسمی، محمد مهدی محمدی، مهدی مرادی صفحات 213-230
    در این پژوهش از معادله های میکرومکانیک برای تعیین خواص مکانیکی- گرمایی نانوکامپوزیت حاوی نانولوله کربنی چنددیواره (MWCNT) و مطالعه اثر نانولوله ها بر کاهش تنش های پسماند در چندلایه ای های کامپوزیتی پایه پلیمری با چیدمان متفاوت استفاده شده است. ابتدا نانولوله ها با درصدهای مختلف وزنی و حجمی در رزین اپوکسی ML-506 پراکنده شدند. سپس، با استفاده از معادله های میکرومکانیک، اثر افزودن نانولوله ها بر دو پارامتر مهم مدول کشسانی و ضریب انبساط گرمایی در نانوکامپوزیت دوفازی نانولوله کربنی- اپوکسی مطالعه شد. با مقایسه نتایج تجربی موجود و نتایج تحلیلی، مدل Halpin-Tsai اصلاح شده و مدل Schapery اصلاح شده برای محاسبه خواص این نانوکامپوزیت انتخاب شدند. سپس، با استفاده از ماتریس تقویت شده با MWCNT و معادله های میکرومکانیک، مدول و ضریب انبساط گرمایی برای نانوکامپوزیت تک لایه معین شد. نتایج نشان داد، قانون اختلاط و مدلHashin-Rosen برای مدول کشسانی طولی و عرضی و مدل Van Fo Fy برای ضریب انبساط گرمایی نانوکامپوزیت تک لایه مطابقت مناسبی با نتایج تجربی دارد. در پایان با استفاده از نظریه کلاسیک لایه ای، تنش های پسماند برای نانوکامپوزیت سه فازی نانولوله کربنی- الیاف کربن - اپوکسی با درصدهای مختلف وزنی و حجمی MWCNT در چیدمان های چندلایه متعامد، متقاطع و شبه همسانگرد محاسبه و ارزیابی شد. نتایج نشان داد، استفاده از MWCNT برای تقویت ماتریس کامپوزیت پلیمری حداکثر تا مقدار ٪1 وزنی یا 0.675 درصد حجمی سبب کاهش تنش های پسماند می شود که بیشترین کاهش در چیدمان متعامد نامتقارن [902/02] است.
    کلیدواژگان: کامپوزیت با ماتریس پلیمری، نانولوله کربنی چنددیواره، مدل های میکرومکانیک، تنش های پسماند، خواص مکانیکی، گرمایی
  • میرحمید رضا قریشی*، قاسم نادری صفحات 231-240
    در کار پژوهشی حاضر حرکت حالت پایای تایر رادیال سواری در مسیر مستقیم با هدف پیش بینی متغیرهای عملکردی تایر به ویژه مقاومت غلتشی شبیه سازی شده است. شبیه سازی براساس روش اجزای محدود و با استفاده نرم افزار Abaqus انجام شد. ابتدا تایر رادیال با اندازه 185/65R15 انتخاب و سپس مدل دوبعدی متقارن محوری تایر با استفاده از اجرای مربوط ساخته و پس از جانشانی روی رینگ زیر بار فشار باد تحلیل شد. به دنبال آن با دوران مدل دوبعدی حول محور چرخش، مدل سه بعدی تایر ایجاد و زیر بار عمودی ایستا و غلتش مسیر مستقیم با سرعت خطی ثابت در دستگاه لاگرانژی- اولری اختیاری (arbitrary Lagrangian-Eulerian) قرار گرفت. برای تعیین مقدار سرعت زاویه ای غلتش آزاد متناظر با سرعت خطی تایر از زیر برنامه اختصاصی که در این پژوهش نوشته و به نرم افزار اصلی پیوند زده شده بود استفاده شد. دو مجموعه تحلیل جداگانه روی تایر انجام شد. در تحلیل نخست رفتار مکانیکی اجزای لاستیکی با مدل ابرکشسان Ogden انجام شده در حالی که در تحلیل دوم رفتار لاستیک به طور ابرگرانروکشسان فرض و با معادله تلفیقی Ogden و سری Prony بیان شد. با رسم نمودار نیروی طولی برحسب سرعت زاویه ای مقدار اختلاف نیرو در دو حالت گفته شده به دست آمد که به نیروی مقاومت غلتشی تایر ربط داده شد. برای تعیین مقدار دقت و صحت نتیجه به دست آمده این مقدار با داده های تجربی حاصل از آزمون تعیین مقاومت غلتشی مقایسه شد که حاکی از دقت زیاد روش پیشنهادی است. همچنین برای بررسی بیشتر، توزیع فشار ناحیه تماسی نیز مطالعه و تفاوت برای دو مدل مکانیکی نامبرده بحث و بررسی شد.
    کلیدواژگان: تایر، روش اجزای محدود، غلتش حالت پایدار، مقاومت غلتشی، ابرگرانروکشسانی
  • رضا اخلاقی آستانه، احمدرضا بهرامیان، مهدی رزاقی کاشانی صفحات 241-249
    کامپوزیت های فنولی تقویت شده با الیاف کوتاه، نمونه ای از مواد پرکاربرد در حوزه فناوری های دما زیادند که به عنوان سپر گرمایی در صنایع مختلف از جمله صنایع هوا فضا کاربرد ویژه ای دارند. در این پژوهش، کامپوزیت الیاف کوتاه کربن بر پایه رزین فنولی، نوع نووالاک مبنای کار قرار گرفت و تلاش شد تا ساختار ماتریس پلیمری برای بهبود خواص پایداری گرمایی و فداشوندگی با استفاده از نانوذرات گرافیت اصلاح شود. در این راستا برای دستیابی به خواص مدنظر، پارامتر های پایداری گرمایی، فداشوندگی و نیز رفتار مکانیکی نانوکامپوزیت های تهیه شده ارزیابی شد تا ترکیب درصد مناسب برای ساخت کامپوزیت و نانوکامپوزیت با قابلیت تحمل دما های زیاد به دست آید. در تمام نمونه ها، %40 وزنی الیاف کوتاه کربن به کار گرفته شد. در نمونه های نانو کامپوزیت به ترتیب مقدار 6، 9 و %12 وزنی نانو گرافیت استفاده شد. برای بررسی چگونگی توزیع و شکل شناسی لایه های گرافیت از آزمون پراش پرتو X استفاده شد. نمونه ها به قالب گیری فشاری داغ تهیه شدند. آزمون های گرماوزن سنجی و شعله اکسی استیلن برای بررسی رفتار گرمایی و مقدار فداشوندگی نمونه ها به کار گرفته شدند. برای مطالعه خواص مکانیکی کامپوزیت ها، از دو آزمون خمش سه نقطه ای و سایش مکانیکی استفاده شد. نتایج این مطالعه نشان داد، افزودن نانوذرات گرافیت ضمن بهبود پایداری گرمایی و کاهش سرعت تخریب، مقدار اتلاف وزن و سرعت فداشوندگی را نیز کاهش می دهد. افزودن %12 وزنی نانو ذرات گرافیت، پایداری گرمایی و سرعت فداشوندگی در آزمون شعله اکسی استیلن را به ترتیب 12 و 19٪ بهبود می دهد.
    کلیدواژگان: رزین نووالاک، پایداری گرمایی، فداشوندگی، سایش، استحکام خمشی
  • زهرا سالاری فر، فرود عباسی سورکی*، محمد ایمانی صفحات 251-259

    در این پژوهش، اثر مقدار پخت بر خواص رئولوژیکی و تورم نوعی لاستیک سیلیکون آمیزه سازی شده با عامل پخت بیس (2،4- دی کلرو بنزوئیل) پراکسید بررسی شده است. بدین منظور، ابتدا مقدار عامل شبکه ای کننده، دما و زمان پخت بهینه معین شد. سپس با کنترل زمان، درصدهای متفاوت پخت شامل 0، نقطه ژل، 5، 15، 30، 60 و %100 معین و نمونه های مدنظر تهیه شدند. برای تعیین زمان مورد نیاز برای دستیابی به درصد معینی از پخت در دمای مشخص از 2000 RPA (رئومتر با دای متحرک) استفاده شد. سپس، آزمون های روبش بسامد زاویه ای در محدوده 200-6/0 رادیان بر ثانیه و تورم تعادلی روی نمونه های تهیه شده انجام شد. نتایج حاصل از آزمون روبش بسامد مشخص کرد، با افزایش درصد اتصالات عرضی و نیز بسامد، مدول نمونه ها افزایش می یابد. از درصد پخت معینی بیشتر، منحنی مدول ذخیره با افزایش بسامد تغییر قابل توجهی را نشان نمی دهد و تقریبا ثابت است. برای درصدهای کم اتصالات عرضی، رفتار نمونه ها مشابه رفتار آمیزه های امتزاج ناپذیر است، به طوری که در بسامدهای کم (حدود 1 رادیان بر ثانیه) یک شانه در منحنی مدول ذخیره مشاهده شد. تغییرات گرانروی برای همه درصدهای پخت از مدل قانون توانی پیروی می کند و مقادیر n نشان دهنده رفتار به شدت غیرنیوتنی همه نمونه هاست. با استفاده از معادله فلوری - رنر چگالی اتصالات عرضی معین شد. آزمون تورم نشان داد، با افزایش درصد اتصالات عرضی سرعت کاهش وزن نمونه ها که ناشی از استخراج بخش سل است و نیز سرعت تورم آنها کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: رئولوژی، نیمه پخت، لاستیک سیلیکون، تورم تعادلی، روبش بسامد
|
  • Nasrin Jamshidi Kaljahi, Babak Ghanbarzadeh, Jalal Dehghannya, Ali Akbar Entezami, Mahmoud Sowti Khiyabani Pages 179-192

    The starch-based films have some disadvantages such as weak mechanical and poor water barrier properties that restrict their applications in food packaging. In the present research، to improve the properties of the starch films، a constant level of citric acid and polyvinyl alcohol (PVA) (10%) with different amounts of glycerol (GLY) as a lubricating agent، crystal nanowhiskers (CNW) and titanium dioxide (TiO2) nanoparticles were used together. Finally، the effects of these compounds on permeability properties of the obtained starch-based bionanocomposites were studied and their optimum values were determined by central composite design of response surface methodology (RSM). The results of X-Ray diffraction (XRD) test showed that at low levels of TiO2 and CNW there was no diffractogram peak obtained. However، at high levels of TiO2 and CNW there emerged distinct and sharp peak which was attributed to greater crystalline region and probably non-homogeneity in particle distribution. The Fourier transmission infrared (FTIR) data showed that addition of CNW and TiO2 increased hydrogen binding between the nanofillers and biopolymer matrix. The effects of TiO2 and CNW concentrations as quadratic and glycerol concentration as linear and quadratic were significant on water vapor permeability (WVP). The optimum levels of TiO2، CNW and GLY for obtaining minimum WVP corresponded to 0. 118، 0. 3 g and 1. 06 mL، respectively.

    Keywords: starch, cellulose nanowhisker, titanium dioxide, FTIR, XRD, water vapor permeability
  • Ehsan Aghajari, Sadegh Morady, Mohammad Hossein Navid Famili Navid Famili, S. Esmaeil Zakiyan, Atefeh Golbang Pages 193-201
    Electromagnetic compatibility (EMC) and electromagnetic interference (EMI) have emerged as key issues with respect to commercial and military purposes in association with electromagnetic waves. The importance of protection against electromagnetic interference in wireless communication and electronic toll collection (ETC) systems has undoubtedly increased over the years. Generally، the electromagnetic absorption properties of material depend on their intrinsic electromagnetic properties such as conductivity، magnetic permeability and dielectric constant and also factors such as thickness and frequency. The effect of each parameter on the absorption performance is yet difficult to comprehend due to the complexity of electromagnetic waves propagation in different media. Addition of pure dielectric or magnetic material to a polymer matrix is a possible way to change electromagnetic properties of the materials. In this study nanocomposites of polystyrene/multi-walled carbon nanotubes were prepared using a solution method with three different homogenizer speeds for the purpose of nanotube dispersion and evaluation of the effect of nanotube dispersion on the electromagnetic wave absorption properties. The morphology of the nanocomposits was investigated by scanning electron microscopy (SEM). The capability and properties of electromagnetic wave absorption of nanocomposites were studied in the frequency range of 5 to 8 GHz using a vector network analyzer and finally the results of their absorption were compared with each other. It was found that by improving the dispersion of nanoparticles، both the amount and bandwidth of absorption increase. Moreover، by increasing the homogenizer speed up to 10000 rpm the maximum reflection loss was reported to occur at 8 GHz.
    Keywords: electromagnetic wave absorption, reflection loss, multi, walled carbon nanotubes, nanocomposite
  • Saeed Taghvaei Ganjali, Fereshteh Motiaai, Zohreh Ghazi Tabatabaei Pages 203-211
    Due to the gel formation in polybutadiene and some of the problems raised in rubber industry such as groove cracking in products، quantification of the gel content and identification of the microstructure of butadiene elastomer is extremely important. In this paper، the gel content in polybutadiene rubber was identified by differential scanning calorimetry. The thermal decomposition of the polybutadiene rubber was studied by thermal analysis methods in 0-650°C. The thermal decomposition، in the same temperature range، of the polymer with different gel contents under the similar conditions showed that the oxidation and decomposition of the samples occur in three steps. The thermal analysis curves showed that the cis-trans isomerization occurs by increases in the gel content at lower temperatures of a wider thermal range with rising trans isomer and decreases in cis isomer contents، respectively. Also، with the increase in the gel content there is a tendency in lowering double bond density and there is higher energy release in oxidation and decomposition regions due to the breakage in crosslink density of polymer networks. According to the values resulting from enthalpy and heat flow rate، the thermal index was obtained for samples at two maximum temperatures related to two processes of cis-trans isomerization and the cyclization reaction. The gel content (C-C crosslinked) in polybutadiene rubber is determined by the interconnection between the ratio of heat flow index and gel content from the differential scanning calorimetry curves.
    Keywords: polybutadiene rubber, c, c crosslinked, gel content, DSC, heat flow index
  • Ahmad Reza Ghasemi, Mohammad Mehdi Mohammadi, Mahdi Moradi Pages 213-230
    The micromechanical models are used to investigate mechanical and thermal properties of a polymer matrix nanocomposite containing multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) in their effects to reduce residual stresses in nanocomposites. To do this، first nanotubes with different weights and volume fractions were dispersed in ML-506 epoxy resin. By using different micromechanical models، the effect additional nanotubes on elastic modulus and coefficient of thermal expansion (CTE) of nanotubes/epoxy were studied as critical parameters. Comparing the model and available experimental results، the modified Halpin-Tsai model and the modified Schapery model were chosen to calculate the mechanical and thermal properties of the nanocomposites. Then، using the matrix reinforced with MWCNT and classical micromechanics models the elastic modulus and coefficients of thermal expansion of the nanocomposites were determined for a single orthotropic ply. The results showed that the rule of mixture (ROM) and Hashin-Rosen model to determine the longitudinal and transverse elastic moduli and Van Fo Fy model to calculate the coefficient of thermal expansion were in good agreements with the experimental results of a single-layer nanocomposite. Finally، the classical laminated plate theory (CLPT) was used to calculate the residual stresses of the CNT/carbon fiber/epoxy composites with different weights and volume fractions of MWCNT for angle-ply، cross-ply and quasi-isotropic laminated composite materials. The results showed that residual stresses were reduced using a maximum of 1% wt or 0. 675% volume fraction of the MWCNT in polymer composites. Also، the highest reduction in residual stresses was observed in [02/902] cross-ply laminated composite materials.
    Keywords: polymer matrix composite, MWCNT, micromechanic models, residual stresses, mechanical, thermal properties
  • Mir Hamid Reza Ghoreishy*, Ghasem Naderi Pages 231-240
    A 185/65R15 steel belted radial tire was analyzed for the prediction of its rolling resistance using finite element method. The Abaqus code was used for this purpose. A two-dimensional axisymmetric model was first designed to form the tire layout in the mold. After analyzing for rim mounting، an internal pressure was applied to the tire. Having rotated the tire cross-section about rolling axis، a three-dimensional model was then created and used for the analyses under static vertical load and steady state rolling conditions. Owing to the use of arbitrary Lagrangian/Eulerian framework، a constant linear velocity was assumed and the analysis was performed for a range of angular velocity of the tire. An in-house developed user subroutine was employed and linked to the Abaqus for the accurate determination of the free rolling rotational speed (angular velocity) of the tire based on zero force/torque. Two sets of analyses were performed. In the first set، it was assumed that the mechanical behaviors of the rubbery parts could be described by the well-known Ogden hyperelastic model. In the second set، hyper-viscoelastic behaviors were assumed in which the Ogden model was combined with the Prony series to take the material history and time effect into consideration. The difference between the calculated longitudinal forces in rolling state using the mentioned models was attributed to the rolling resistance of the tire. In order to check the accuracy of the proposed method، the predicted rolling resistance force was compared with that of experimentally obtained data which confirmed the applicability and robustness of the model. The contact pressure distributions have been presented and discussed in relation to different types of material model.
    Keywords: tire, finite element method, steady state rolling, hyper, viscoelastic, rolling resistance
  • Reza Akhlaghi, Ahmad Reza Bahramian, Mehdi Razaghi Kashani Pages 241-249
    Phenolic resin composites reinforced with short carbon fiber are one of the most usable materials in ultra-high-temperature applications such as thermal protective in aerospace industries. In this work، novolac type of phenolic resin matrix was modified with graphite nanoparticles to prepare multi-layered nanocomposites. The effect of graphite nanoparticles was studied on the thermal stability، ablation and mechanical properties of novolac/short carbon fiber composites to achieve nanocomposite with optimum properties for ultra-high-temperature applications. In order to evaluate thermal stability and ablation properties of composite and nanocomposites، a sample containing 40 wt% short carbon fiber was prepared as a reference and the structure of its polymeric matrix was modified with nanographite particles. The amounts of nanographite powders in nanocomposite samples were chosen as 6، 9 and 12 wt%. XRD Spectroscopy was used to study and investigate the dispersion of the graphite nanoparticles and morphology in the polymeric matrix. The compression molding under hot press method was used to fabricate the composite and nanocomposite specimens. Thermal properties of the nanocomposites were studied by TGA and oxy-acetylene flame test. Three-point bending and wear tests were performed to measure the mechanical and wear properties of the nanocomposites. The obtained results showed that the addition of nanographite improved the thermal stability، decreased the rate of degradation and at the same time decreased the weight loss and ablation rate of the nanocomposites. Addition of 12 wt% nanographite particles increased thermal stability by about 12% compared to the reference sample. Moreover in nanocomposite with 12 wt% graphite، the rate of ablation decreased by more than 19% compared to the reference composite.
    Keywords: novolac resin, thermal stability, ablation, wear, flexural strength
  • Zahra Salarifar, Foroud Abbassi, Sourki, Mohammad Imani Pages 251-259

    The rheology and swelling behavior of a silicone rubber was studied at various cure states using bis (2،4-dichlorobenzoyl) peroxide as the curing agent. To this end، first an optimization was carried out on the percentage of crosslinking agent، the time and temperature of curing process. Then، samples، at various cured states، were prepared at zero (uncured sample)، gel point، 5%، 15%، 30%، 60% and 100% gel content using a moving die rheometer RPA2000. The moving die rheometer RPA2000 offered obvious priorities over the old oscillating disc rheometers and it was able to measure the behavior of rubber compounds prior، during and after cure in a single test. The results of frequency sweep tests indicated that the modulus of semi-cured samples increased with increasing the frequency and cure state. The increase in frequency was ineffective on the storage modulus of samples of higher cure states، exhibiting a plateau throughout the whole frequency range. The samples with lower percentage of the crosslinking exhibited a shoulder at low frequencies resembling the behavior commonly observed for immiscible polymer blends at frequency sweep tests. The viscosity behavior versus frequency for all semi-cured compounds obeyed the power law model with a power law index being quite far from Newtonian behavior. The crosslink density was determined using the Flory-Rhener equation. The swelling magnitude، the weight decreasing rate as a result of the extraction of the sol part and the swelling rate decreased with increasing the cure state.

    Keywords: rheology, semi, curing, silicone rubber, equilibrium swelling, frequency sweep