نتایج فوق نشان می دهد که فاصله بین صفحات خاک رس اصلاح شده با نمک های آلکیل آمونیوم و آلکیل فوسفونیوم نسبت به سایر نمونه ها بیشتر است. نمونه های دوبار اصلاح شده نیز نتایج قابل قبولی ندارند. دلیل این اتفاق، انبساط پایین صفحات در حضور سیلان به عنوان عامل جفت کننده [۵۴] است. زیرا ابتدا با اصلاح کننده سیلانی و سپس با اصلاح کننده آلکیلی خاک رس آلی شده است . در نتیجه با پیوند سیلان بر صفحات، سر فعال اصلاح کننده سیلانی با باند دوگانه رشد کرده و باعث بسته شدن فضای داخلی لایه های خاک رس می شود ودرمرحله بعدی از اصلاح، نفوذ زنجیرهای آلکیلی به داخل فضای بین لایه ها سخت تر می شود.
هم چنین نتایج آزمون گرماوزن سنجی برای خاک رس خالص و اصلاح شده را مورد بررسی قرار دادهاند که به قرار زیر است :
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
S-MMT>Pure MMT>SAP-MMT>AP-MMT>SAA-MMT>AA-MMT
پایداری حرارتی نمونه ای که تنها با اصلاح کننده سیلانی آلی شده(S-MMT) بیشتر از نمونه های دیگر گزارش شده است.
نمونه های اصلاح شده با نمک آلکیل فوسفونیوم( (AP-MMT,SAP-MMTپایداری حرارتی بیشتری نسبت به نمونه های اصلاح شده با نمک آلکیل آمونیوم (AA-MMT, SAA-MMT)از خود نشان دادند.
همانطورکه قبلا هم اشاره شد ویژگی یک نانو کامپوزیت پلیمر / خاک رسبا انواع ساختارهایش شامل لخته ای، میان لایه ای و ورقه ورقه شده مشخص می گردد. در بعضی از نانو کامپوزیت ها ، ساختارهای میان لایه ای و ورقه ورقه شده در کنار هم وجود دارند و پیک منحنی اینگونه ساختارها در آنالیز پراش اشعه ایکس شدت متوسط را نسبت به ساختارهایی دارد که تنها میان لایه ای هستند و اگر تنها ساختار ورقه ورقه شده باشد پیکی مشاهده نمی شود. نیکولادیس وهمکاران نتایج آزمون پراش اشعه ایکس برای پلی متیل متاکریلات خالص و تهیه شده با خاک های رس اصلاح شده راگزارش کردند.
برای پلی متیل متاکریلات خالص ونانو کامپوزیت های PMMA-AAMMTوPMMA-SAAMMT منحنی فاقد هرگونه پیک قابل توجهی است. ساختار نهایی نانوکامپوزیت ها اساسا به ساختار ورقه ورقه شده نزدیکتر گزارش شده است. در نانوکامپوزیت های PMMA-APMMT وPMMA-SAPMMT پیک ضعیفی در ۹/۴ =θ۲ معادل nm 81/1 مشاهده کردند که نشانگر وجود دو ساختار میان لایه ای و ورقه ورقه شده است.
تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری نیز تائیدی بر مشاهدات آنالیز پراش اشعه ایکس می باشد. در تصاویر گرفته شده از نانوکامپوزیت PMMA-AAMMT با درصد های ۱و۳و۵ درصد وزنی از AAMMT مشاهده کردند که هر چه درصد وزنی AAMMT درماتریس پلیمری بیشتر می شود توزیع مناسب لایه ها و جداسازی آنها از یکدیگر کمتر شده و ساختار ورقه ورقه ای جای خود را به ساختار میان لایه ای می دهد.
هم چنین نتایج آزمون گرماوزن سنجی برای پلی متیل متاکریلات خالص و چهار نانو کامپوزیت تهیه شده را نیز مورد بررسی قرار دادند. پایداری حرارتی نانوکامپوزیت PMMA/MMT نسبت به پلی متیل متاکریلات خالص بهبود یافته است و نشان می دهد که منحنی تخریب به دماهای بالاتری منتقل شده است. منشا این افزایش را توانایی لایه های نانومتری سیلیکا که مانع فرار گازهای تولیدشده ازتخریب گرمایی میشوند، عنوان کردند.
نانو کامپوزیتهای پلیمری به تنهایی طیف وسیعی از دنیای نانو تکنولوژی را تشکیل می دهند. بهبود خواصنانوکامپوزیتهای پلیمری همواره مورد توجه بوده است. ازآنجاییکه دلیل اصلی افزودن ذرات معدنی به پلیمرها بهبودخواص مکانیکی آنها است، بررسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیتهای پلیمری اهمیت ویژهای دارد. با توجه به مطالعات کمی که بر روی اصلاح خاک های رس تجاری و تهیه نانو کامپوزیت های پلیمری به خصوص نانو کامپوزیت های پلی متیل متاکریلات/خاک رس به روش های مختلف از جمله روش پلیمریزاسیون درجا انجام شده، دراین تحقیق اهداف زیر مورد توجه قرار گرفته اند که عبارتند از :
دستیابی به دانش اصلاح مجدد نانو ذرات خاک رس آلی شده
دستیابی به دانش تهیه نانو کامپوزیت پلی متیل متاکریلات / خاک رس به روش درجا
تهیه نانو کامپوزیت پلی متیل متاکریلات / خاک رس با خواص بهبود یافته
بررسی ارتباط بین خواص و ساختار نانوکامپوزیت پلی متیل متاکریلات / خاک رس تهیه شده به روش پلیمریزاسیون تعلیقی درجا
اولین مرحله از این تحقیق، به بررسی اصلاح مجدد خاک رس آلی شده اختصاص دارد در واقع سؤال اصلی مطرح در این تحقیق این است که آیا اصلاح سطح و لبه نانوذرات خاک رس به روش پیوند زدن یک اصلاح کننده سیلانی- آکریلاتی مناسب، می تواند بر بهبود خواص فیزیکی، مکانیکی وشیمیایی نانوکامپوزیتهای پلیمری تأثیر داشته باشد یا خیر؟. در این بخش، تاثیر انواع روش های اصلاح و انواع اصلاح کننده های مصرفی بر فاصله بین صفحات خاک رس و پایداری حرارتی آنها مورد مطالعه قرار میگیرد. در مرحله دوم از پروژه، تهیه نانو کامپوزیتهای پلی متیل متاکریلات / خاک رس دوباراصلاح شده به روش پلیمریزاسیون تعلیقی درجا، دردرصد های مختلف از خاک رس، دردستورکار قرار دارد.
پس از شناسایی نوع ساختار شکل گرفته نانو کامپوزیت و چگونگی توزیع صفحات خاک رس درون ماتریس پلیمری، خواص حرارتی و دینامیکی- مکانیکی نانوکامپوزیتها در مقایسه با پلی متیل متاکریلات خالصموردبررسیوآزمونقرارمیگیرند.
فصل سوم
تجربی
دراین فصل ابتدا مواد شیمیایی به کاررفته درآزمایش ها معرفی می شوند و سپس روش اصلاح خاک رس وچگونگی تهیه نانو کامپوزیتهای پلیمر/خاک رس به روش پلیمریزاسیون سوسپانسیونی درجا تشریح می گردد. همچنین تشریح روند آزمون های مختلف دستگاهی و غیر دستگاهی در انتها گنجانده شده است.
مواد مصرفی
مشخصات مواد شیمیایی مورد استفاده از مراحل اصلاح خاک رس مصرفی و تهیه نانو کامپوزیت پلی متیل متاکریلات / خاک رس تا آماده سازی نمونه ها برای آزمون های مختلف در جدول۳-۱ آورده شده است.
جدول ۳‑۱ مشخصات مواد شیمیایی استفاده شده
مواد
جرم مولکولی
)g/mol((
نقطه ذوب )(
نقطه جوش )(
دانسیته )g/cm3(
وضعیت حلالیت درآب
در نقش
از شرکت
متیل متاکریلات
)MMA)
۱۲/۱۰۰
۴۸-
۱۰۱
۹۴/۰
۸/۱g/100ml
مونومر
ArkemaCo.
France