مقدمه

به طور کلی، تعداد زیادی آلیاژهای پلاستیک-لاستیک ممکن هستند. این مطلب ناشی از این است که تعداد زیادی از پلاستیک ها و لاستیک های تجاری موجود می توانند با دامنه وسیعی از نسبت ها با هم آلیاژ شوند. ترکیب های مورد نظر نسبت های بیشتری از لاستیک نسبت به پلاستیک را دارا می باشند و در سال های اخیر از نظر تکنولوژیکی جهت استفاده به عنوان ترموپلاستیک الاستومرها (TPE) مورد توجه قرار گرفته اند. آنها می توانند خیلی از خواص لاستیک ها را داشته باشند، اما در عین حال مانند ترموپلاستیک ها فرایند شوند و احتیاج به پخت قطعه نهایی در هنگام ساخت ندارند و لذا این یک مزیت اقتصادی قابل توجه را جهت ساخت قطعات پیشنهاد می کند. اگرچه تعداد زیادی ترکیب های آلیاژی الاستومری وجود دارند ولی تعداد نسبتا کمی از آنها از لحاظ تکنولوژیکی مهم بوده اند و این مطلب اکثرا از آنجا ناشی می شود که بیشتر پلیمرها حداقل از نظر ترمودینامیکی با یکدیگر ناسازگارند. توسعه آلیاژهای پلیمری با مشکلات زیادی روبرو بوده است و یکی از مهمترین این مشکلات عدم اختلاط پذیری مناسب اغلب پلیمرها با یکدیگر است. بعبارت دیگر هنگامی که پلیمرها با یکدیگر مخلوط می شوند، اجزای مخلوط تمایل به جدایی از یکدیگر دارند و هر یک، فاز جداگانه ای را تشکیل می دهند. اگر چه این خصوصیات اختلاط ناپذیری همواره با نیروهای جاذبه فیزیکی ضعیف بین فازها اغلب سبب ایجاد سیستمهای آلیاژی اختلاط ناپذیری می شوند که در صورت عدم اصلاح، خواص مکانیکی خوبی ندارند، ولی می توان با کنترل صحیح مورفولوژی فازها طی فرآیند، یا استفاده از عوامل سازگارکننده، آلیاژهایی با خواص قابل قبول بدست آورد. اگر پلیمرهای یک آلیاژ از لحاظ ترمودینامیکی سازگار باشند، آلیاژ آنها می تواند به صورت تک فازی وجود داشته باشد و اختلاط در حد مولکولی اتفاق می افتد. در چنین مواردی خواص آلیاژ حاصل متوسطی از از خواص دو فاز خالص است. برای مثال آلیاژ کردن یک لاستیک با یک پلاستیک که از لحاظ ترمودینامیکی سازگاری دارد یک ترکیب با Tg بین Tg لاستیک و پلاستیک می دهد و اساسا این Tg متوسط، نزدیک دمای اتاق است. از طرف دیگر، اگر لاستیک و پلاستیک از لحاظ ترمودینامیکی سازگار نباشند، آنموقع آلیاژ دو فازی می شود و به هر حال دارای دو Tg نیز خواهد بود. با گسترش روز افزون استفاده از مواد پلیمری، مسأله بازیافت آنها امروزه اهمیت بسیار زیادی پیدا کرده است. ضایعات پلاستیکی به راحتی مجدداً جمع آوری شده و پس از گذشت مراحل ساده ای ذوب شده و دوباره محصولات دیگری از آنها ساخته میشود اما در مورد مواد الاستومری بازیافت به دلایل ایجاد شبکه اتصالات عرضی در مرحله شکل دهی قطعات لاستیکی بسیار مشکلتر است. ضمناً قطعات لاستیکی به ویژه تایرها مصرف بسیار زیادی دارند و ضایعات آنها (ضایعات تولید و تایرهای مستعمل) باعث آلودگی محیط زیست میشوند. بنابراین مدتی پس از کشف فرآیند ولکانیزاسیون اولین گامها در جهت بازیافت لاستیک برداشته شد.

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فهرست مطالب

چکیده…………………………………………………………………… 1

مقدمه…………………………………………………………………… 2

فصل اول: کلیات

در به کارگیری و تحقیقات بر روی لاستیک بازیافتی در این پروژه دو هدف اصلی دنبال می شود: بهره اقتصادی و حل مشکلات زیست محیطی. لاستیک بازیافتی جایگزین پلاستیکهای ارزان قیمت، فرشهای اتومبیل، محصولات لاستیکی سخت، زیره و پاشنه کفش و سایر محصولات شده است. متأسفانه به دلیل سود کم لاستیک بازیافتی، پژوهش در صنعت بازیافت به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافته است. در حال حاضر، دلایل اقتصادی کافی برای بهبود خواص لاستیک بازیافتی که آنها را با پلیمرهای سنتزی قابل رقابت سازد وجود ندارد. پس تنها عامل محرک، مسائل زیست محیطی می باشد که تولید، بکارگیری و تحقیقات در این زمینه را باعث می شود چرا که در غیر اینصورت با تولید سالانه 8 میلیون حلقه لاستیک در ایران و مقدار قابل توجه دیگری در جهان، مشکل عظیمی بر مشکلات زیست محیطی ایران و جهان اضافه خواهد شد.
اگرچه افزودن لاستیک بازیافتی (Reclaimed Rubber) به پلی اتیلن خطی (LDPE) سبب کاهش در خواص مکانیکی چون مدول و استحکام کششی می شود اما استفاده از عوامل سازگارساز و شروع کننده رادیکالی به روش سازگار سازی غیر فعال و سازگار سازی غیر فعال توسط سازگارکننده های مختلف سبب افزایش هر چند اندک در مدول و استحکام کششی می شود.
1-2 معضلات انباشته شدن تایر ها ی ضایعاتی
لاستیک ها مواد خام مهم ی هستند که در تمدن مدرن نقش مهم ی را ایفا م ی کنند. به جهت کاربرد بهتر، لاستیکها را کراسلینک م ی کنند. در نتیجه شبکه ی پلیمر ی توسط اتصالات مختلف از نوع مونوسولفیدی یا دی سولفید و یا پلی سولفیدی کراسلینک می شود. بیشترین استفاده ی لاستیکها در اتوموبیلها می باشد که لاستیکها ی آسیب دیده از این دست منبع فراوانی برا ی استفاده ی مجدد م ی باشد. به علت تقاضا ی بالا ی جهانی در خصوص استفاده از اتوموبیل به خصوص در کشورها ی در حال توسعه همچون چین و هندوستان تایرهای فرسوده به میزان بسیار زیاد ی انباشته شده است. تایرها ی لاستیک ی ولکانیزه شده فرسوده هم اکنون سهم سه درصد ی از کل ضایعات شهر ی را تشکیل م ی دهد و این ضایعات بسیار سریع در حال رشد هستند، در در سرتاسر جهان تقریبا 2,1 بیلیون تایر فرسوده تولید م ی شود. در ایالات متحده ی امریکا سالانه بیش از 240 میلیون تاییر فرسوده تولید م ی شود و تعداد تایرها یی که برا ی آینده ذخیره شده است بیش از پانصد میلیون و حت ی به تخمین بعض ی از متخصصین تا سه بیلیون نیز م ی باشد. استرالیا و ژاپن به ترتیب سالانه حدود 18 و صد میلیون تولید را به ترتیب به خو[1] اختصاص م ی دهند.
مشکل بازیافت لاستیک ها از تجمع بیش از حد لاستیک در طبیعت ناش ی م ی شود. ضایعات تایرها بسترگاه بس یار مناسب ی برا ی موش ها و پشه ها م ی باشد. یک ی از راه ها ی از بین بردن ضایعات لاستیک ی سوزاندن بلافاصله آنهاست. ول ی این امر باعث ایجاد ترکیبات آروماتیک ی چون بنزین، تولوئن شده که خود باعث آلودگ ی اتمسفر و محیط سال م ی شود. ضایعات لاستیک ی به طور حتم منبع بسیار ارزشمند ی برا ی کاربردها ی دیگر م ی باشد.
بنابراین نیاز به اصلاح لاستیک ها امر ی مسلم است.
در 2000 حدود 276 میلیون تایر ضایعات ی احیا شد که 273 میلیون از آنها در موارد ی که در شکل 1-1 نشان داده شده است استفاده شده است. اگرچه هزینه ی انرژ ی بازیافت تایرها در مقابل میزان حجم بازیافت بسیار بالاست. خواص آسفالت ها ی مخلوط شده با لاستیک به مراتب بهتر از آسفالت معمول ی است، ول ی هزینه ا ی به میزان دو برابر آسفالت معمول ی را در بر دارد. و همین امر مانع از عمومیت پیدا کردن آن م ی شود. بنابراین توسعه تکنولوژ ی ب ی عیب و مقرون به صرفه برا ی بازیافت ضایعات لاستیک ی مهم جلوه م ی کند. آلیاژ پودر لاستیک ولکانیزه شده با پلاستیک تولید ترموپلاستیک الاستومر ( TPES ) م ی کند که راه حل ی اقتصادی وسودمند است.
دور ریختن تایرهای مستعمل ماشینی به یک مشکل بزرگ زیست محیطی تبدیل شده است به ویژه در کشورها ی پرجمعیت که از وسایل نقلیه ی موتور ی به عنوان روش ها ی اصل ی حمل ونقل استفاده م ی کنند. در سال 2002 شیوع عفونت ها ی ناش ی از پشه ها ی مرگ آور موضوع جدید ی در[1] اوهایو نبود. این پشه در نواح ی گرمسیر ی زاد و ولد م ی کند. و باعث بیمار ی ها یی نظیر “تب زرد” و “مالاریا” م ی شود. در سال 1826 تا 1832 حدود پانصد نفر از کارگران ی که در اونتاریو ی کانادا کار م ی کردند بر اثر مالاریا جان باختند. نمونه ها ی بسیار دیگر ی حاک ی از استمرار مزاحمت ها ی این پشه هاست. البته باپیشرفت و رعایت اصول بهداشت ی و دارو یی سطح سلامت جامعه بالا رفته و تا حدود زیاد ی این پشه ها مهار شده اند. ویروس ها ی کشنده و عجیب دیگر ی در سال ها ی بعد در امریکا ی شمال ی شناسا یی شدند که با پژوهش و بررس ی منشا رشد و نمو آن ها تایر ها ی ضایعات ی شناخته شد. در اواسط دهه ی 80 طبق گفته ی رادیو ی ملی امریکا پول ریتر بازرس کنترل بیمار ی ها و پیشگیر ی از آن ها اولین کس ی بود که فهمید انواع پشه ها و بیماری ها ی منطقه ی استوا که قبلا در امریکا شناخته نشده بودند از محموله ها ی تایر ها ی ضایعات ی که از آسیا م ی آیند سرچشمه م ی گیرد.

:دیاگرام فرایند خرد ساز ی برودتی

:دیاگرام فرایند خرد ساز ی برودتی

1- 1) هدف………………………………………………………………….. 5
1- 2) معضلات انباشته شدن تایرهای ضایعاتی………………………….. 9
1- 3) روش های تولید خرده لاستیک از تایرهای فرسوده……………….. 9
1- 3- 1) خرد سازی در دمای معمولی……………………………………. 9
1- 3- 2) خردسازی برودتی………………………………………………… 11
1- 3- 3) سایر فرایندها……………………………………………………… 11
1- 4) ترموپلاستیک الاستومرها ( (TPES ا………………………………….11
5- 1) سازگار سازی …………………………………………………………..12
1- 5- 1) آلیاژسازی غیر فعال………………………………………………… 17
1- 5- 2) آلیاژسازی فعال……………………………………………………… 21
1- 5- 3) معرفی چند سازگارکننده……………………………………………. 21
1- 5- 3-1) فنولیک رزین ها ………………………………………………………25
1- 5- 3-2) سیلان ها……………………………………………………………. 30

فصل دوم: مروری بر مطالعات انجام شده

30 گرم از امیزه حاو ی درصدها ی مختلف ی از لاستیک بازیافت ی و پل ی اتیلن و سازگارکننده و افزودن ی ها تهیه م ی کنیم (AppendixD ). از نوع 4,0 میلیمتر لاستیک بازیافت ی استفاده م ی کنیم. وقت ی قرار است از لاستیک غیر ولکانیزه شده استفاده کنیم بایست ی قبل از اختلاط کل مواد ابتدا لاستیک بازیافت ی و لاستیک ولکا نیز نشده با هم مخلوط شوند. سپس دیگر مواد را به آن ها اضافه کنیم و آن گاه دما ی مخلوط را به 175 درجه سانتیگراد افزایش دهیم.دستگاه اختلاط plasti – corder PLE650 را تا دمای 135 درجه سانتیگراد حرارت می دهیم و تا قبل از استفاده در این نقطه ثابت م ی گیریم. سرعت چرخش 70 rpm گزارش شده است. ابتدا پلی اتیلن را به محفظه ی اختلاط وارد م ی کنیم و زمان ی که کاملا به صورت مذاب درآمد، سازگارکننده و لاستیک را به ترتیب اضافه م ی کنیم. برا ی آلیاژساز ی فعال سازگارکننده ها ی فعال و دیگر مواد شیمیا یی مورد نیاز (جدول 2-1 ) طبق زمان بند ی که در جدول (2-2) نشان داده شده است به مخلوط واکنش اضافه م ی شوند.
سپس آمیزه تا 10 دقیقه توسط دستگاه مخلوط شده و سپس تحت قالبگیری فشاری در دمای 135 درجه سانتیگراد و فشار 25 mpa در 5 دقیقه به صفحات ی به ضخامت 1.5 mm تبدیل م ی شود.
صفحات تولید شده تحت استاندارد ASTM – D412 – 06a و دمبل استاندارد C برش م ی خورند (شکل 2-1). سپس نمونه بین دو گیره دستگاه کشش Instron 4411 نصب م ی شود. فاصله ی ابتدا یی بین دو گیره 70 میلیمتر است. این قسمت تحت 500 N Load cell و سرعت اعمال نیروی mm/min 500 انجام می شود. در مدت زمان آزمایش دما و رطوبت بایست ی به ترتیب در محدوده 23- 21 درجه ی سانتیگراد و 35- 27% باشد. مقادیر کشش ی را برای 5 نمونه متوسط م ی گیریم.تست سختی آزمایش سختی Shore A تحت استاندارد ASTM – D2240 انجام م ی شود. و سخت ی را به وسیله ی دستگاه ی که حاو ی سوزن ی تیز بوده که مستقیما در سطح نمونه فرو رفته اندازه م ی گیرند. مقادیر سخت ی را برای 6 ناحیه ی متفاوت از نمونه اندازه م ی گیریم.
تست مقاومت پارگی آزمایش تحت استاندارد ASTM – D624 – 91 و با استفاده از یک دای T شکل استاندارد انجام م ی شود (شکل 2-2 ). سپس نمونه در بین دو گیره دستگاه تست کشش Instron 4411 قرار م ی گیرد. Load cell وارده به نمونه 500 N و سرعت اعمال نیرو mm/min 50 است. مقادیر مقاومت خستگ ی را برای 5 نمونه متوسط م ی گیریم.
تست فشاری آزمایش تحت استاندارد ASTM – D575 – 91 انجام م ی گیرد. نمونه دایره شکل تحت نیروی 3KN و در زمان 3 دقیقه تحت فشار قرار م ی گیرد. 5 KN Load cellاست. سرعت پیستون در12.5 mm/min ثابت نگه داشته م ی شود. سپس درصد تغییرات در ضخامت نمونه اندازه گیر ی م ی شود.
آنالیز SEM کشش و پارگ ی و برش سطح ی نمونه توسط SEM بررس ی م ی شود. یک لایه نازک طلا قبل از آنالیز بر روی سطح سطح نمونه قرار م ی دهیم. سپس تصاویر گزارش م ی شوند. ولتاژ دستگاه را در20 KV ثابت می گیریم.
همانطور که در قسمت قبل برای آلیاژساز ی فعال گفتیم در این جا نی ز یک ترکیب بحران ی برا ی سازگارکننده ها وجود دارد. وقت ی که ترکیب سازگارکننده ها بیش از 5% وزن ی م ی شود خواص کشش ی و مقاومت پارگ ی آمیزه به تدریج کاهش می یابد. به علاوه خواص لاستیک ی آمیزه نیز با افزایش مدول یانگ و سخت ی کاهش می یابد.
این امر ناش ی از این مورد است که با افزایش میزان سازگارکننده باندها ی غیراشباع در مولکول لاستیک و پلی اتیلن توسط گروه ها ی متیلول سازگارکننده مصرف م ی شود[7]. بررس ی شکل ها مشخص م ی کند که HRJ – 1045 از لحاظ توانا یی سازگارساز ی بسیار بهتر از SP – 1045 عمل می کند. تنش در نقطه ی شکست و ازدیاد طول در نقطه ی شکست و مقاومت پارگ ی آمیزه سازگارشده با HRJ – 10518 نزدیک به 10 تا 50% بیشتر از آمیزه ایست که شامل سازگارکننده SP – 1045م ی باشد. دیگر مزیت HRJ – 10518 در مقایسه با SP – 1045 این م ی باشد که HRJ – 10518 توانایی بیشتر ی برا ی حفظ خواص لاستیک ی آمیزه با بالا رفتن غلظت سازگارکننده دارد که این امر با پایین نگه داشتن مدول یانگ و سخت ی نمونه انجام م ی گیرد. تفاوت ها ی گفته شده در بالا ناش ی از ساختار مولکول ی این دو سازگارکننده م ی باشد ( شکل 2-11 ) با این که هر دو فنولیک اسید هستند SP – 1045 دارا ی ساختار های complexفراوان با گروه ها ی اتر ی است. در حال ی که HRJ – 10518 این گونه نیست. و این امر باعث شده کهHRJ – 10518 راحتتر ایجاد سطح مشترک کرده و با نواح ی غیر اشباع واکنش بدهد[12]. به علاوه HRJ – 10518 یک عامل پخت سریع نیز به شمار م ی آید. در این قسمت مقایسه ا ی نیز بین عامل غیرفعال ( Exact 0210 ) و عامل فعال HRJ – 10518 نیز انجام شده است که نتیجه را در شکل 2-18 م ی بینیم.

( HRJ-10518HRJ-101518:B              EXACT- و EXACT شکل 2-19: سطح پارگ	 ی آلیاژ سازگار شده

( HRJ-10518HRJ-101518:B EXACT- و EXACT شکل 2-19: سطح پارگ ی آلیاژ سازگار شده

2- 1) مطالعات اولیه………………………………………………………………. 31
2- 1- 1) مقدمه……………………………………………………………………. 31
2- 1- 1-1) مواد و روش ها………………………………………………………… 31
2- 1- 1-2) روش های تولید……………………………………………………….. 31
2- 2) نتایج………………………………………………………………………….. 32
2- 2- 1) آلیاژ سازی غیر فعال…………………………………………………… 32
2- 2- 2) آلیاز سازی فعال……………………………………………………….. 33
2- 2- 3) اثر اندازه ی سایز ذرات لاستیک………………………………………. 49
2- 2- 4) اثر لاستیک غیر ولکانیزه شده………………………………………… 50
2- 2- 5) آنالی ز ریزساختار ( ( SEM ا…………………………………………….52
2- 3) نتیجه گیری………………………………………………………………….. 54
2- 2) دیگر مطالعات انجام شده…………………………………………………… 56
2- 2- 1) مقدمه…………………………………………………………………….. 56
2- 2- 2) بخش تجربی……………………………………………………………. 56
2- 2- 3) نتایج و بحث……………………………………………………………….. 59
2- 2- 4) نتیجه گیری ………………………………………………………………..61

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

نتیجه گیری………………………………………………………………………….. 63

یشنهادات ………………………………………………………………………………64
مراجع………………………………………………………………………………….. 65
چکیده انگلیسی ………………………………………………………………………..67

فهرست جدول

1- 1: خواص مکانیکی در آلیاژ HDPE / SRP ا……………………………………..16
1- 2: گری د های مختلف فنولیک رزین…………………………………………….. 12
1- 3: خواص سیلان ها……………………………………………………………… 26
1- 4: عوامل اتصال دهنده ی سیلانی بر پایه ی آمینی………………………………. 27
1- 5: عوامل اتصال دهنده ی سیلانی بر پایه ی اپوکس……………………………… 27
1- 7: عوامل اتصال دهنده ی سیلانی بر پایه ی وینیل………………………………. 28
1- 8: دی گر گریدهای اتصال دهنده ی سیلانی ………………………………………28
2- 1: میزان ترکیب استفاده شده در آلیاژ رابر/ پل ی اتیلن………………………….. 29
2- 2: زمان بند ی اختلاط ………………………………………………………………..32
2- 3: خلاصه شرایط اختلاط برا ی انواع آلیاژها………………………………………. 34
2- 4: جزئیات ترکیب تمام نمونه ها ی تهیه شده در مطالعه دوم …………………..57.
2- 5: اثر عامل ها ی فعال رو ی مقاومت ضربه ی نمونه ی 3- 182………………… 58
2- 6: نتیجه ها ی آزمون استحکام کشش ی برا ی آلیاژهای RBPMI & UBا……… 61
 

Abstract
To scope of this work is to study the possibility of compatibilizing poly ethylene-recycled rubber blends by using various compatibilizers. Studying the non-reactive compatibilazation capability of n-octene and reactive compatibilization of octyl phenol formaldehyde (SP-1045) and phenolic resin with active hydroxymethyl groups (HRJ-10518). Evaluating the mechanical properties and microstructures of the obtained thermoplastic elastomers. The result showed 1-octene was amore appropriate non-reactive compatibilizer than were EVA and karton-G.There existed critical volume of compatibilizer for each type of compatibilizer. It was 5% and 10% weight in case of ractive and non-reactive compatibilizer respectively. Exact 0210 would be a good choice if high tear strength is desired and reactive compatibilizers are indispensable when high stress at break is in need as compared to refrence matrial.



  مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان