مقدمه :
الیاف پلی پروپیلن از گروه الیاف الفینی می باشد و به روش ذوب ریسی تهیه می شود . جهت بهبود وتغییر خواص آن می توان مواد مختلفی را در اکسترودر به همراه مذاب پلیمر مخلوط کرد .در این پروژه بجای متد فوق مواد و سطح فعالها را درمرحله بعد از اکسترودر در زمان افزودن spinfinish به الیاف اضافه می کنیم که اگر این روش جواب دهد بسیار کم هزینه تر و راحتتر نسبت به روشهای دیگر است . با توجه به اینکه پلیمر پس از اسپینرت هنوز مذاب است وکشیده نشده امکان هر گونه تغییر در آن وجود دارد . در این پروژه نانوتیوپ کربن و آب و spinfinish با نسبتهای متفاوت مخلوط و بررسی شده اند .

کاربرد سطح فعالها بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی الیاف پلی پروپیلن

کاربرد سطح فعالها بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی الیاف پلی پروپیلن

فهرست مطالب

چکیده .…………………………………………………………………………………………………..……………… الف
مقدمه………………………………………………………………………………………………………..…………… ب

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

فصل اول – مروری بر مقالات

پروپیلن از گروه پلیمرهای پلی اولفینی می باشد . ماده ای سبک است با جرم مخصوص کمتر از آب در حدود gr/cm³ 19/0 و از پلیمر شدن گاز پروپیلن بدست می آید . پلی پروپیلن در برابر رطوبت ، روغنها و حلالهای معمولی مقاوم است . پروپیلن از فرآیند کراکینگ در تصفیه خانه های نفت حاصل می شود . پلی پروپیلن در سه ساختار فضایی موجود می باشد :

  • پلی پروپیلن ایزوتاکتیک : تمام گروههای متیل در یک طرف مولکول زنجیره ای قرار می گیرند و از نظر فضایی محلهای مشابهی دارند .
  • پلی پروپیلن اتاکتیک : گروههای متیل بطور تصادفی در دو طرف مولکول زنجیره ای قرار می گیرد ، بنابراین مولکول تقارن و نظم فضایی نخواهد داشت و نظم بلوری نیز به وجود نخواهد آمد .
  • شکل فضایی سیندیو تاکتیک :گروههای متیل یک در میان در دو طرف مولکول زنجیره ای قرار می گیرند .

امروزه در صنعت برای تولید پلی پروپیلن ایزوتاکتیک از کاتا لیزور های زیگلر – ناتا که ترکیبی از انواع تیتانیوم کلراید ،ها لیدهای آلومینیوم و بازهای مناسب است واز طریق کئوردیناسیون آنیونی ، موجب پلیمری شدن پلی پروپیلن می شود استفاده می نمایند. محدوده دمای ذوب پلی پروپیلن بسته به ساختار شیمیایی وخلوص در نظم فضایی متغیر است وبستگی به روش اندازه گیری دارد .وجود کومونومرها یا نبود نظم فضایی مولکولها موجب کاهش دمای ذوب می شود . دمای ذوب پلی پروپیلن با روش حجم سنجی C˚ 174 و با روش گرماسنجی پویشی تفاضلی ( DSC )   C˚ 165 است . ساختار بلوری بوجود آمده در پلی پروپیلن به شرایط محیط (دما ، تنش ، وجود و نوع هسته گذارها ) بستگی دارد . در صد تبلور پلی پروپیلن معمولا 60- 45 درصد است و در دمای C ˚ 155 – 145 متبلور می شود . مواد هسته گذار مانند اسید بنزوئیک دمای تبلور را به   C˚ 140-130 می رسانند . هسته گذارها موجب افزایش سرعت متبلور شدن می گردند . تعداد گویچه ها افزایش می یابد و اندازه آنها کوچک می شود . همچنین با کاهش دما سرعت متبلور شدن افزایش می یابد اما در دمایی کمتر ازC˚ 110 سرعت متبلور شدن به شدت کاهش می یابد . گویچه از قسمتهای بلوری و بی نظم ساخته شده است . بهترین روش اندازه گیری نظم فضایی درپلی پروپیلن استفاده ازرزونانس مغناطیسی هسته (NMR ) است. دمای تبدیل شیشه ایپلی پروپیلن ایزوتاکتیک C˚ 18- تا 20- گزارش شده است که مقدار آن بستگی به درصد تبلور دارد . چگونگی قرار گرفتن قسمتهای بلوری در کنار قسمتهای بی نظم ریز ساختار را مشخص می کند . ریز ساختارهای ورقه ای ، فیبریلی و گویچه ای برای پروپیلن مشاهده شده است . [1] فرآیند کشش بر ساختار داخلی الیاف تاثیر گذاشته و تغییراتی را در آرایش یافتگی و تبلور آنها موجب می گردد . بطوریکه ساختار گویچه ای الیاف ریسیده شده به ساختمان فیبریلی تبدیل   می شود . پلی پروپیلن مقاومت خوبی در مقابل اسیدها و قلیاها از خود نشان می دهد . اسید نیتریک غلیظ و قلیاهای غلیظ و داغ ، پلی پروپیلن راموردحمله قرار داده و پلی پروپیلن در اسید سولفوریک داغ ،تترا کلرو اتیلن داغ ، تترا کلرو اتان داغ ، تولوئن داغ و زایلن حل می گردد .پلی پروپیلن حتی در دمای اتاق کاملا حساس به اکسیژن بوده ، ازاینرو ضد اکسید کننده هایی برای محافظت پودر پلی پروپیلن در مدت انبار و ضد اکسید کننده بیشتری به منظور اجازه ذوب به هنگام اکستروژن مورد نیاز می باشد . لیف نیز بایستی توسط یک ضد اکسید کننده طولانی مدت حفاظت گردد . الیاف پلی پروپیلن دارای وزن کم و استحکام بالا بوده و مقاومت در برابر فرسایش خوبی دارند ، همچنین جذب رطوبت کمتر از 1/0 % را دارا می باشند که مشکل الکتریسیته ساکن را بوجود می آورد . الیاف پلی پروپیلن معمولا در درجه حرارتهای C )           250 -260 ˚C˚ 100 بالای نقطه ذوب ) به روش ذوب ریسی ریسیده می شوند و این به دلیل آنستکه پلی پروپیلن در نقطه ذوب خود دارای ویسکوزیته بالایی است ، به همین دلیل برای کارکرد بهتر پمپ ها ، انجام بهتر فیلتراسیون و خروج بهتر مذاب از رشته ساز ، دمای ریسندگی بالا برده می شود . الیاف پلی پروپیلن معمولا قابل رنگرزی نبوده زیرا رزین مزبور دارای مکانهای رنگ پذیری نمی باشد . بنابر این الیاف پلی پروپیلن رنگی با افزودن پیگمنت قبل از اکستروژن تولید می گردند . خواص فیزیکی الیاف ریسیده شده بدون کشش بویژه خصوصیات مکانیکی آنها مانند استحکام کم ، مدول پایین و ازدیاد طول برگشت ناپذیر بالا باعث می شود که این الیاف برای صنعت نساجی مناسب نباشند و جهت ایجاد خواص مناسب از کشش استفاده   می شود . به این نوع کشش که بعد از مرحله ریسندگی صورت می گیرد کشش سرد اطلاق می شود که می تواند در درجه حرارت اتاق و یا حتی در درجه حرارت بسیار بالا ، تا درجه حرارت ذوب پلیمر انجام گیرد که باعث می شود ازدیاد طول غیر قابل برگشت فیلامنت ریسیده شده به 200 تا 1000 درصد طول اولیه آن برسد . بر اثر کشش ، مولکولها در طول محور لیف حالت تقریبا موازی نسبت به یکدیگر پیدا کرده و نظم آنها و همچنین بلورها نسبت به محور لیف افزایش می یابد .

1-1- پروپیلن…………………………………………………………………………………….…………………………… 1
1-2- اهمیت استفاده از لعاب در ریسندگی …………………………………………………………………………… 3
1-3- نانو..…………………………………………………………………………………………………………..………… 8
1-4- نانو تیوپ کربن………………………….……………………………………………………………………………… 8

-11-3به 1آب و S

-11-3به 1آب و S

فصل دوم – تجربیات

نور تولیدی توسط نانوتیوپهای کربن را بوسیله درگیر کردن ملکولهای کربن بین ملکولهای آهن و فلورسانس اصلاح می نمایند . فلورسانس برای رها کردن الکترونها بکار برده می شود . وقتی نور مرئی تولید می شود که اتمهای کربن ملکولهای فلورسانس را بپذیرند . اینکار اولین بار زمانی انجام شد که نانوتیوپهای کربن هیبرید شده درمعرض نورقرار گرفته و باعث انتقال الکترون شدند .از این اصلاح نانوتیوپ می توان در ساختن باطری خورشیدی بهره گرفت . توانایی نانوتیوپ کربن بعنوان تامین کننده منبع الکترون با پتانسیل بسیار زیاد اخیرا کشف شده است . کربن نانوتیوپها ممکن است جایگزین فیلامنتهای فلزی در ماشین های X – Ray شوند(چون این فیلامنتها به سرعت می سوزند ) همچنین می توان از آنها جهت ساختن ماشینهای X – Ray قابل حمل در حفاظت فرودگاهها ، در آمبولانسها و کارهای گمرکی بهره گرفت . همچنین می توان آنها را در ژنراتورهای ماکروویو و لامپها با شدت جریان زیاد مورد مصرف قرارداد [ 9 ]   الیاف کامپوزیت از مخلوط SWNT و پلی وینیل الکل با قطر لیف در محدوده میکرومتر تولید شده اند . این الیاف دارای 2 برابر استحکام و مقاومت در برابر تغییر شکل و 20 برابر کار لازم   برای پارگی مفتول فولادی با نسبت وزن و طول مشابه دارند . به هر حال این الیاف 4 برابر بیشتر از ابریشم عنکبوت و 17 برابر بیشتر از الیاف کولار دارای سختی هستند و می توانند در جلیقه های ضد گلوله استفاده شوند . این الیاف در پوششهای ضد انفجار و روکشهای الکترو مغناطیس   استفاده می شوند . این الیاف به روشهای تر ریسی ، ذوب ریسی و الکترون ریسی تولیدمی شوند .جهت ذوب ریسی الیاف PP و نانوتیوپ کربن بررسی هایی انجام شده . در این روش از پلی پروپیلن با MFI برابر 30 و 15% کاتا لیست تیتان استفاده گردیده . آزمایشات اولیه نشان می دهد که افزایش غلظت نانوتیوپها در ابتدا باعث افزایش در ویسکوزیته و سپس کاهش آن می شود . در ابتدا پلی پروپیلن خالص با دما ، سرعت غلتک برداشت و قطر روزنه های اسپینرت متفاوت تولید می شود و رفتارپلیمر مشخص می گردد . سپس پلی پروپیلن با کربن نانوتیوپ با غلظتهای 5/0 درصد و 1% ریسیده می شود . نتایج ریسندگی نایکنواختی را مشخص می نماید و یک برجستگی واضح ناشی از تجمع نانوتیوپهای کربن مشاهده می شود که بدلیل عدم دیسپرسیون یکنواخت   نانوتیوپهای کربن در مخلوط PP/NC در مقابل پلی پروپیلن خالص می باشد[ 10]   آنالیز خواص مکانیکی و ساختاری الیاف پلی پروپیلن با غلظتهای متفاوت از SWNT و نسبتهای مختلف کشش بررسی شده . تست کشش سه مرتبه کاهش در مدول یانگ را با افزایش فقظ 1% وزنی از SWNT را نشان می دهد . کاهش بیشتری در مدول با افزایش غلظت SWNT مشاهده می گردد . آنالیزWAXDبه وضوح تشکیل فازß- کریستال را در ماتریکس P.P تحت تنش نشان   می دهد . [12] خواص مکانیکی و مورفولوژی از MWNT و کامپوزیت PP بعنوان توابعی از آرایش مولکولی نانوتیوپ و غلظت مورد مطالعه قرار گرفته است . مخلوط سازی و کشش مذاب توسط یک اکسترودر کوچک دوماردونه انجام شده . دیسپرسیون و آرایش یافتگی MWNT بصورت بهینه و اپتیمم در PP ملاحظه می گردد . تست کشش 32% افزایش را در استحکام وقتی غلظت 25/0% درصد وزنی از MWNT استفاده شده در PP نشان می دهد و مدول به 138% افزایش می یابد . با میکروسکوپ TEM و SEM به وضوح آرایش یافتگی NTC را نشان   می دهند . با انجام این روش تغییر مهمی در آرایش کریستالهای PP مشاهده نمی گردد که بتوان فهمید نانوتیوپها تاثیر مهمی بر روی آرایش یافتگی کریستالهای PP دارد . کامپوزیت MWNT/PP یک ترکیب منحصر به فرد در کشش و استحکام ایجاد می نماید که می تواند برای الیاف پیشرفته از قبیل الیاف هوشمند و منسوجات با کارایی بالا استفاده شود . [ 13]

2-1- مواد مورد مصرف………………………………………………………………………………………………….…… 14
2-2- مشخصات دستگاههای مورد استفاده..……………………………………………………….…………….…… 14
2-2- 1- دستگاه اکسترودر………………………………………………………………………………………….……… 14
2-2-3- دستگاه اندازه گیری میزان Spinfinish …ا…………………………………………………………………… 16
2-2-4- دستگاه استحکام سنج..………………………….………………………………………………………….…… 19
2-2-5- دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی ( SEM )..….ا………………………………………………..……… 19
2-2- 6- دستگاه لایه نشانی طلا.……………………….………………………………………………………………… 20
2-2- 7- دستگاه طیف سنجی مادون قرمز فوریه ( FTIR )…………………………………………………ا………… 20
2-2-8- دستگاه اشعه X ..ا……………………………………………………………………………………………… 20
2-3- روش کار……………………………………………………………………………………………………………..…… 20

فصل سوم – نتایج ، بحث و نتیجه گیری کلی

همانطور که از جدول مشخص است در مقایسه نیروی نخهای هیت ست کمترین نیرو مربوط به آب خالص می باشد و پس از آن نخ CNT خالص ، خالص Finolube PE ، نمونه1به6 ، نمونه 1به3 ، 1به3 آب و SP و 20گرم Finolube PE ، ١به٣ آب و SP و CNT ، نمونه 1به1 ، 1به5/1 ، خالص ٍAME4 ، 1به3 آب و SP و 20گرم AME4 ، 1به3آب و SP و 40گرمSP ، Finolube PE خالص و در انتها خالص SP و CNT قرار دارد . در مقایسه ازدیاد طول کمترین آن مربوط به آب خالص وسپس به ترتیب CNT خالص ، خالص Finolube PE ، 1به6 ، 1به3 ، 1به1 ، 1به3 آب و SP و 20گرم AME4 ، 1به3آب و SP و 40گرم SP ، Finolube PE خالص ، 1به3 آب و SP و 20گرم Finolube PE ، 1به5/1 ، خالص SP و CNT ، خالص AME4 ، 1به3 و CNT قراردارد . در مقایسه استحکام کمترین استحکام مربوط به آب خالص وبه ترتیب نمونه های CNT خالص ، خالص Finolube PE ، 1به6 ، 1به3 ، 1به3 آب و SP و 20گرم Finolube PE ، 1به3 و CNT ، 1به1 ، 1به5/1 ، خالص AME4 ، 1به3 آب و SP و 20گرم AME4 ، 1به3آب و SP و40 گرم Finolube PE ، خالص SP ، خالص SP و CNT قرار دارد . در مقایسه کار تاحد پارگی کمترین آن مربوط به آب خالص و به ترتیب نمونه های CNT خالص ، خالص Finolube PE ، 1به6 ، 1به3 ، 1به1 ، 1به3 آب و SP و 20گرم Finolube PE ، 1به5/1 ، 1به3 آب و SP و 20گرم AME4 ، 1به3آب و SP و40 گرمFinolube PE ، خالص SP ، خالص AME4 ، خالص SP و CNT ، 1به3 و CNT قراردارند .

3-1- خواص مکانیکی ……………………………………………………………………………………………………. 24

3-4- مقایسه میانگین تیمارهای مورد مطالعه براساس آزمون توکی………………………………………………. 24
3-5- آزمون F (دانکن )…………………………………………………………………………………………………… 24
3-6- مقایسه میانگین تیمارهای مورد مطالعه براساس آزمون دانکن ……………………………………………… 25
3-7- جذب …………………………………………………………………………………………………………………. 25
3-8- میکروسکوپ…………………………………………………………………………………………………………. 26
3-2- آمار توصیفی ………………………………………………………………………………………………………… 26
3-3- آزمون F ( توکی ) …………………………………………………………………………………………………….31
3-9- FTIR ….ا……………………………………………………………………………………………………………… 43
473-10- اشعه X ……………………………………………………………………..ا…………………………………. 86
3-11- نتیجه کلی ………………………………………………………………………………………………………… 87

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

پروسه کوت کردن

پروسه کوت کردن

 

فهرست جدول ها

جدول 2-1- مشخصات مواد مورد استفاده………………………………………………………………………….. 14
جدول 2-2- نمره نخهای حاصله ……………………………………………………………………………………… 22
جدول 3-1- خواص مکانیکی نخها ……………………………………………………………………………………. 25
جدول 3– 2– شماره تیمار و نوع تیمار………………………………………………………………………………… 26
جدول 3-3- میانگین ، انحراف معیار ، واریانس ، دامنه ، Max و Min صفت نیرو
تیمار ها……………………………………………………………………………………………………………………..27
جدول 3-4- میانگین ، انحراف معیار ، واریانس،دامنه، Max و Min صفت ازدیاد
طول تیمار ها ……………………………………………………………………………………………………………….28
جدول 3-5- میانگین ، انحراف معیار ، واریانس ، دامنه ، Max و Min صفت
استحکام تیمار ها ………………………………………………………………………………………………………….28
جدول 3-6- میانگین ، انحراف معیار ، واریانس ، دامنه ، Max و Min صفت کار
تاحد پارگی تیمار ها ……………………………………………………………………………………………………… 28
جدول شماره 3 –7- میانگین نیروی تیمارهای مورد آزمایش پس از اندازه گیری…………………………………… 29
جدول شماره3–8– میانگین ازدیاد طول تیمارهای موردآزمایش پس ازاندازه گیری………………………………….. 29
جدول شماره 3– 9– میانگین استحکام تیمارهای مورد آزمایش پس از اندازه گیری……………………………….. 30
جدول شماره 3– 10– میانگین کار تا حد پارگی تیمارهای مورد آزمایش پس از اندازه
گیری…………………………………………………………………………………………………………………………. 30
جدول 3-11- تجزیه واریانس مربوط به نیرو………………………………………………………………………………. 32
جدول 3-12- تجزیه واریانس مربوط به ازدیاد طول………………………………………………………………………. 33
جدول 3-13- تجزیه واریانس مربوط به استحکام………………………………………………………………………… 34
جدول 3-14- تجزیه واریانس مربوط به کار تا حد پارگی………………………………………………………………… 35
جدول شماره 3- 27- مقادیر مختلف SSR و LSR برای متغیرکار تاحد پارگی در
سطح 5%و 1% بر اساس جدول آزمون دانکن…………………………………………………………… ……………36
جدول شماره 3-28 میزان جذب روغن در نمونه های مورد مطالعه و دمای حمام ………………………………….37
جدول شماره 3- 15- اختلاف بین میانگین نیروی تیمارهای مورد مطالعه………………………………………….. 37
جدول شماره 3- 16- اختلاف بین میانگین ازدیاد طول تیمارهای مورد مطالعه……………………………………… 39
جدول شماره 3- 17- اختلاف بین میانگین استحکام تیمارهای مورد مطالعه……………………………………….. 40
جدول شماره 3- 18- اختلاف بین میانگین کار تا حد پارگی تیمارهای مورد مطالعه……………………………….. 42
جدول 3- 19- ترتیب قرار گیری تیمارها بر اساس نیروهای مکانیکی………………………………………………… 43
جدول 3-20- تجزیه واریانس مربوط به نیرو ……………………………………………………………………………… 44
جدول 3-21- تجزیه واریانس مربوط به ازدیاد طول……………………………………………………………………….. 45
جدول 3-22- تجزیه واریانس مربوط به استحکام…………………………………………………………………………. 46
جدول 3-23- تجزیه واریانس مربوط به کار تا حد پارگی…………………………………………………………………. 47
جدول شماره 3- 24- مقادیر مختلف SSR و LSR برای متغیر نیرو در سطح 5%و 1%
بر اساس جدول آزمون دانکن ……………………………………………………………………………………………… 48
جدول شماره 3- 25- مقادیر مختلف SSR و LSR برای متغیرازدیاد طول در سطح
5%و 1% بر اساس جدول آزمون دانکن ………………………………………………………………………………….. 57
جدول شماره 3- 26- مقادیر مختلف SSR و LSR برای متغیراستحکام در سطح 5%و
1% بر اساس جدول آزمون دانکن ………………………………………………………………………………………….. 65
spinfinish…………………ا……………………………………………………………………………………………………. 82

فهرست شکل ها

شکل 2-2-دستگاه اندازه گیری میزان Spinfinish….ا………………………………………………………………………. 18
شکل3-1-aوb نمونه 1 به 3 آب وCNT + SP…….ا…………………………………………………………………………. 83
شکل 3- 2- SP خالص + CNT..ا………………………………………………………………………………………………. 83
شکل 3- 3- خالص SP ……ا……………………………………………………………………………………………………. 84
شکل 3-4- SP خالص……………………………………………………………………………………………………………. 84
شکل 3- 5- 1به 3 آب وCNT + SP….ا…………………………………………………………………………………………. 84
شکل 1-1- پروسه کوت کردن……………………………………………………………………………………………………. 6
شکل 1-2- ساختار SWNT …ا……………………………………………………………………………………………………. 9
شکل 2-1- نمودار شماتیک خط ریسندگی……………………………………………………………………………………. 16
شکل 3- 6- نمونه 1به1 آب و SP …ا………………………………………………………………………………………….. 85
شکل 3- 7- SP خالص + CNT.ا……………………………………………………………………………………………….. 85
شکل 3- 8- SP خالص + CNT…ا………………………………………………………………………………………………. 85
شکل 3- 9- SP خالص + CNT…ا………………………………………………………………………………………………. 85
شکل 3- 10- 1به1 آب و SP…ا………………………………………………………………………………………………….. 85
شکل 3- 11- 1به1 آب و SP…ا………………………………………………………………………………………………….84

 

Abstract:

Polypropylene is a multifunctional polymer having many interesting properties for various applications . This polymer has been created based on scientific researches alongside many different developments in science and technology and its properties have ameliorated to the assistance of scientific investigations . the purpose of this project is to increase the mechanical properties of this fiber by increasing carbon Nanotubes and to determine the optimum concentration of spinfinish consumed. Hence in order to decrease the cost and abolish increasing problems in the melt – spinning phase we are to add these materials in the phase following the spinnerette while adding spinfinish to the fiber. Various concentrations and many kinds of spinfinish in fiber were used as well . In investigating the concentration change of spinfinish , the pure spinfinish specimen has more strength than other ones . In investigating the application of various softeners , the softener AME4 increases the strength in addition to producing a softer yarn . In investigating FTIR spectrums , no new group is observed.No considerable change in christalinity and amorph proportions is observed in the obtained spectrums of X rey , and therefore it is to say that carbon nanotube has no influence on christalinity . It is observed in investigating the obtained pictures from electronic microscope that by increasing spinfinish , its amount heightens on fiber and the spun yarn with pure water is highly damaged and its strength decreases . It is also deemed by comparing CNT containing samples that there are some scratches on them and we could claim it is a sort of surface modification soaring the amount of water absorption . Also , there are some acute corners on their cross section with skin – core structures . such cases are not seen in CNT – free specimens . It is also determined in investigating the amount of absorption that by increasing spinfinish the amount of absorption increases , too and by taking the cross section, more delicacy is seen in fiber which is not economical .


 


 مقطع کارشناسی ارشد

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


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان