بهینه سازی محتوای نانو خاک رس در بسپارش شبکه پلیمری در هم نفوذ کرده پلی یورتان و پلی متیل متاکریلات برای بررسی خواص صوتی، حرارتی و مکانیکی نانوکامپوزیت ها

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی تهران، تهران، ایران

2 گروه رنگ و روکشهای سطح، پژوهشکده فرآیند، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران،تهران، ایران

3 گروه رنگ و روکش های سطح، پژوهشکده فرآیند، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران

چکیده

فرضیه: امروزه کنترل آلودگی صوتی اهمیت زیادی دارد. آلودگی صوتی سبب آسیب رساندن به انسان و آرامش او می شود. از جمله بهترین روش های برای کنترل آن استفاده از پلیمرها است. تحقیقات انجام گرفته بر روی خواص صوتی پلیمرها مشخص کرد که شبکه پلیمری درهم نفوذ کرده (IPN) بهترین نتایج را دارد. کامپوزیت های IPN بطور گسترده ای به عنوان عامل های مهار کننده صدا و ارتعاش به علت خواص ویسکوالاستیک بالا در محدوده دمای انتقال شیشه­ای مورد استفاده قرار می گیرند. نسبت ترکیبات و نانو ذرات به عنوان متغیرهای اصلی در تعیین خواص IPN می باشند.
روش ها: ساختار شیمیایی ترکیبات توسط طیف سنجی FT-IR مورد بررسی قرار گرفت. نسبت بهینه ترکیبات IPN توسط تجزیه و تحلیل آکوستیک و تنش-کرنش بررسی شد. سپس اثر نانو رس در خواص صوتی و حرارتی IPN مورد بررسی قرار گرفت. متغیرهایی از قبیل تانزانت دلتا (Tanδ) و دمای انتقال شیشه­ای  (Tg) همچنین افزایش فواصل دمایی با میرایی موثر(Tanδ>0.3) به عنوان شاخص جهت توانایی میرایی موثر استفاده شدند.. اثر نانو ذرات بر روی IPNs توسط تجزیه و تحلیل گرماسنجی و تحلیل مکانیکی پویا مورد بررسی قرار گرفت.
یافته: نتایج نشان داد که تشکیل ترکیبات IPN به دلیل تغییر دمای انتقال شیشه به دمای بالاتر و دمای میرایی افزایش یافته است. ارزیابی نتایج نشان می دهد که آمیخته های تهیه شده دارای اثر ویسکوالاستیک جهت میرایی صوتی هستند. با بررسی نتایج آزمون های جذب صوت و خواص مکانیکی مشخص شد که نسبت 25/75 بیشترین میزان جذب صوت را داراست. سپس از طریق پلیمریزاسیون درجا شبکه های با درصدهای مختلف نانورس تهیه شد. وجود نانو ذرات رس در ماتریس پلیمری منجر به بهبود مقاومت حرارتی و مدول الاستیک فوم شد و نمونه دارای 1% نانو ذره و نسبت 25/75  بیشینه بهبود خواص را از خود نشان داد.

کلیدواژه‌ها


[1] Flory PJ. The Structure and Properties of Polymeric Materials. STANFORD UNIV CALIF DEPT OF CHEMISTRY, 1977.

[2] LeBaron PC, Wang Z, Pinnavaia TJ. Polymer-layered silicate nanocomposites: an overview. Applied clay science, 15(1-2):11-29, 1999.

[3] Huelck V, Thomas D, Sperling L. Interpenetrating polymer networks of poly (ethyl acrylate) and poly (styrene co-methyl methacrylate). I. Morphology via electron microscopy. Macromolecules, 5(4):340–347, 1972.

[4] Kim S, Klempner D, Frisch K, Frisch H. Polyurethane interpenetrating polymer networks. 3. Viscoelastic properties of polyurethane-poly (methyl methacrylate) interpenetrating polymer networks. Macromolecules, 10(6):1187-91, 1977.

[5] Kohlhoff D, Ohshima M. Open cell microcellular foams of polylactic acid (PLA)-based blends with semi-interpenetrating polymer networks. Macromol. Mater. Eng., 296(8):770–777, 2011.

[6] Ting R, Capps RN, Klempner D. Acoustical properties of some interpenetrating network polymers. In: Corsaro RD, Sperling LH, editors. Sound and vibration damping with polymers. ACS Symposium Series. Washington (DC): ACS Publications, p. 366–381, 1990.

[7] Merlin DL, Sivasankar B. Synthesis and characterization of semi-interpenetrating polymer networks using biocompatible polyurethane and acrylamide monomer. Eur. Polym. J. 45(1):165–170, 2009.

[8] Lee JH, Kim SC. Synthesis and thermal properties of polyurethane, poly (butyl methacrylate), and poly (methylmethacrylate) multi-component IPN’s. Polym. J. 1984;16(6):453–459, 1984.

[9] Jajam K, Bird SA, Auad ML, et al. Tensile, fracture and impact behavior of transparent interpenetrating polymer networks with polyurethane-poly (methyl methacrylate). Polym. Test. 32(5):889–900, 2013.

[10] Bird S. Interpenetrating polymer networks with polyurethane and methacrylate-based polymers. Auburn: Auburn University; 2013.

[11] Jia Q, Zheng M, Shen R, et al. Synthesis, characterization and properties of organoclay-modified polyurethane/epoxy interpenetrating polymer network nanocomposites. Polym. Int. 55(3):257–264, 2006.

[12] Tsai MH, Huang S-L, Chang P-H, et al. Properties and pervaporation separation of hydroxyl-terminated polybutadiene-based polyurethane/poly (methyl metharcylate) interpenetrating networks membranes. J. Appl. Polym. Sci., 106(6):4277–4286, 2007.

[13] Chen Q, Ge H, Chen D, et al. Investigation on damping behavior and morphology of polyurethane/polymethacrylates and polyacrylates interpenetrating polymer networks. J. Appl. Polym. Sci. 54 (9):1191–1197, 1994.

[14] Moradi, G., Nassiri, P., Ershad-Langroudi, A., & Monazzam, M. R. Acoustical, damping and thermal properties of polyurethane/poly (methyl methacrylate)-based semi-interpenetrating polymer network foams. Plas. Rub. Comp., 221-231, 2018.