یزد دانلود |
دانلود فایل علمی فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره مرور نانوکامپوزیتهای پلیمری بر پایه گرافن و بررسی کاربردهای نوین آنها
در حال بارگذاری
توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد
فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره مرور نانوکامپوزیتهای پلیمری بر پایه گرافن و بررسی کاربردهای نوین آنها دارای ۹ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره مرور نانوکامپوزیتهای پلیمری بر پایه گرافن و بررسی کاربردهای نوین آنها کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره مرور نانوکامپوزیتهای پلیمری بر پایه گرافن و بررسی کاربردهای نوین آنها،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره مرور نانوکامپوزیتهای پلیمری بر پایه گرافن و بررسی کاربردهای نوین آنها :
برخی از منابع:
مراجع
۱) J. R. Potts, D. R. Dreyer, C. W. Bielawski, R. S. Ruoff , Polymer 52 (2011) 5-25.
۲) T, Kuilla, S. Bhadrab, D. Yaoa, N. H. Kim, S. Bosed, J. H. Lee, Prog Polym Sci 35 (2010) 1350–۱۳۷۵
۳) V. Singh, D. Joung, L. Zhai, S. Das, S. I. Khondaker, S. Seal, Prog Mater Sci 56 (2011) 1178-
۱۲۷۱
– مقدمه
در بیست سال اخیر نانوتکنولوژی رشد چشمگیری داشته و در حیطههای مهمی ازجمله سنسورها و زیست پزشکی وارد شده اند. در حال حاضر مواد نانو محدوده ی عظیمی از کاربردها را بدلیل ویژگیهای ساختارشان دارند. کشف گرافن و نانوکامپوزیت – های پلیمری بر پایه گرافن یک مرحله مهم در زمینهی علم نانو است .
گرافن صفحات تک لایه متشکل از اتم های کربن است که این اتم ها در یک شبکه دو بعدی به هم متصل شده اند.
در واقع گرافن تک لایههای گرافیت می باشد. ضخامت لایه گرافن بین ۰.۱ تا ۰.۳۵ نانومتر گزارش شده است .
ماده ابتدایی گرافن بدلیل تمایل به تشکیل کلوخه برای اضافهکردن به ماتریس پلیمری نامناسب است و درنتیجه با عامل دارکردن ، پراکنش و پایدارسازی آن را تسهیل میکنند. این گروه های عاملی میتوانند شامل مولکول های کوچک یا زنجیرهای پلیمری باشند. روش های عمومی برای اصلاح سطح گرافن عبارتند از اصلاح شیمیایی گرافن ، کاهش گرافیت اکسید، اصلاح کووالانسی، اصلاح غیرکووالانسی، استخلاف هستهدوست و اصلاح الکتروشیمیایی گرافن .
۲- نانوکامپوزیت های پلیمر-گرافن
در چند سال اخیر پراکنش گرافن در ماتریس پلیمری دری تازه در علم مواد باز کرده است . انواع مختلفی از شکل های نانوگرافیت مثل گرافیت منبسط شده برای تولید نانوکامپوزیت های رسانا با بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی استفاده میشود. مطالعات زیادی روی کامپوزیتهای گرافیتی برپایه اپوکسی، نایلون ، پلیاستایرن ، پلی – اتیلن ، پلیمتیل متاکریلات ، پلی – آنیلین و سیلیکون رابر انجام شده است .
روش های مختلفی برای تولید نانوکامپوزیت های گرافنی وجود دارد. مکانیسم برهم کنش در این نانوکامپوزیت ها بستگی به قطبیت ، وزن مولکولی، آب گریزی، گروه های واکنش پذیر و ; در پلیمر، گرافن و حلال دارد. سه استراتژی اصلی برای آمیزه سازی پلیمر با مواد لایهای ازجمله گرافن وجود دارد که عبارتند از پلیمریزاسیون درجا، اختلاط محلولی و اختلاط مذابی. در پلیمریزاسیون درجا، گرافن یا گرافن اصلاح شده درون مونومر مایع متورم میشود و پلیمریزاسیون با یکی از دو روش گرمایی یا تشعشعی آغاز میگردد. تنوعی از نانوکامپوزیت های پلیمری با استفاده از این روش آماده میشوند.
نانوکامپوزیت های پلیاستایرن ، پلی – متیل متاکریلات ، پلی ایمید، پلی – اتیلن ترفتالات از این قبیل میباشند.در روش محلولی، پلیمر را در حلال مناسب حل کرده و گرافن یا گرافن اصلاح شده را به آن افزوده و به آن اجازه متورم شدن می دهند. گرافن یا گرافن اصلاح شده در حلال مناسب مثل آب ، استون ، کلروفرم ، تتراهیدروفوران ، دیمتیل فرمامید و یا تولوئن پراکنده میشود. سپس پلیمر روی ورقه های پخش شده بین لایه ها جذب میشود و با تبخیر حلال نانوکامپوزیت آماده میشود. این روش میتواند برای تولید نانوکامپوزیت بر پایه اپوکسی به- کارگرفته شود. در این روش خارج – کردن حلال یک مساله مهم است و مزیت اصلی این روش این است که به نانوکامپوزیت های بر پایه پلیمر اجازه میدهد که قطبی یا غیرقطبی شوند. از جمله نانوکامپوزیت هایی که به این روش تولید میشوند عبارتند از نانوکامپوزیت های بر پایه پلیاتیلن مالئیکه، اپوکسی، پلیاستایرن ، پلیپروپیلن ، پلی – وینیل الکل ، پلیوینیل کلراید، اتیلن وینیل استات . در روش اختلاط مذاب گرافیت یا گرافن با ماتریس پلیمری در حالت مذاب و با استفاده از فرایند اکستروژن ، تزریق و ;
مخلوط می شوند. این روش به دلیل سادگی، هزینه و مشکلات محیط زیستی متر بسیار پرکاربرد است .
۳- مورفولوژی و رفتار کریستالیزاسیون
بهبود خواص نانوکامپوزیت ها به ریزساختار وابسته است ، بنابراین برای اثبات ارتباط بین خواص و ساختار این مواد، توصیف خواص موثر از مورفولوژی اهمیت مییابد. برای مثال تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری گرفته شده از کامپوزیت ها میتواند مشاهدات مستقیمی را از پراکنش لایههای گرافنی ارائه دهد.
معمولاَ صفحات ضخیم تر وضوح کافی را دارند اما تک لایهها به سختی با میکروسکوپ الکترونی عبوری مشاهده می شوند. علاوه بر تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری، پراش اشعه ایکس نیز میتواند پراکنش صفحات گرافنی را نشان دهد. گرافن نظیر نانوکلی دارای ساختار لایهای است و وقتی این مواد در ماتریس پلیمری پراکنده میشوند، از لحاظ توزیع وضعیتی مشابه کلیها دارند، زیرا در اینجا نیز پارامترهای فرآیندی و همخوانی میان فازها حائز اهمیت است . همچنین از لحاظ نسبت ابعادی هم پرکننده های گرافنی و کلیها با هم قابل مقایسه هستند، اگرچه برخی مواد گرافنی نسبت به نانوکلیها دارای هندسهای پر چین و چروک و مچاله هستند. از لحاظ چگونگی توزیع نانوکلی در پلیمر، کامپوزیت ها سه دسته هستند. چنانچه در شکل ۱ دیده میشود این سه دسته شامل لایهای روی هم چیده شده ، میان افزوده و ورقه ورقه شده می باشد.
مطالعاتی که بعدها روی مواد گرافنی انجام شد نشان داد که در مورد این دسته از مواد هم وضعیت مشابهی حاکم است .
شکل ۱- انواع مورفولوژیهای قابل شکل گیری از گرافن در ماتریس پلیمری، الف ) لایهای روی هم چیده شده ب ) میان افزوده ج ) ورقه ورقه شده
صفحات دارای نسبت ابعادی بزرگ در بهبود خواص مکانیکی، حرارتی و الکتریکی کامپوزیت ها موثرتر هستند و چون توزیع صفحات به صورت مورفولوژی ورقه ورقهای باعث ایجاد نسبت های ابعادی بزرگتر می شوند در مقایسه با مورفولوژی میان افزوده و مورفولوژی لایههای روی هم چیده شده مطلوب تر است .
معمولاً از تکنیک میکروسکوپ الکترونی عبوری نیز به عنوان یک روش مکمل در بررسی سطح مقطع نمونههای نانوکامپوزیتی گرافنی استفاده میشود. از این راه میتوان به طور محدود نحوه توزیع پرکننده را در نانوکامپوزیت ارزیابی کرد.
همچنین در این روش با بررسی چگونگی بیرون کشیده شدن پرکننده میتوان درباره میزان استحکام فصل مشترک پلیمر-پرکننده اظهار نظر کرد. مواد گرافنی در حالت ورقهای شده چالش برانگیزاند، زیرا زمانی که در یک ماتریس پلیمری پراکنده می شوند، به شکل یکسری صفحات کوچک مچاله و خمیده شده دیده میشوند.
روش شکل دهی نانوکامپوزیت نیز می- تواند ریزساختار را تحت تاثیر قرار دهد (شکل ۲). مثلاً زمانی که از روش اختلاط محلولی یا پلیمریزاسیون درجا استفاده میشود، صفحات به صورت ورقه ورقه شده و با جهتگیری تصادفی در ماتریس توزیع می شوند و زمانی که از روش اختلاط مذاب استفاده شود، در مورفولوژی کامپوزیت نوعی جهتگیری دیده می شود. نوع فرآیند شکل دهی نیز می – تواند باعث ایجاد جهت گیری صفحات تآوستزایع نه شبدهم پیشووسدت،گی امراا کمامهکش ن داهدست در مورد کامپوزیت هایی که با فرآیند قالبگیری تزریقی تولید می – شوند معمولا جهتگیری تصاًدفدیر پمیردکاز میقطکعنهندصفوحادت نواحی نزدیک سطح جهتگیری صفحات موازی با سطح میشود ولی در قطعات نازکی که با فرآیندهایی نظیر قالبگیری تحت فشار یا ریختگری فیلم به صورت محلولی تهیهشده اند، در سراسر سطح مقطع قطعه، جهت گیری و امتداد خاص برای صفحات پرکننده دیده می شود.
افزودن پرکننده به پلیمرهای نیمه- کریستالی می تواند تغییر در درجه کریستالینیتی، سایز کریستال ها، ساختار اسفرولایت و یا حتی کریستالیزه شدن پلیمرهای ذاتاً آمورف را به همراه داشته باشد.
بسته به ماهیت پلیمر، وارد کردن پرکننده های گرافنی باعث افزایش ، کاهش و یا بدون تغییر ماندن درجه کریستالیزاسیون ماتریس پلیمری نیمه کریستالی میشود. حتی در برخی موارد تغییر دمای ذوب پلیمر نیز مشاهده شده است . پرکننده های گرافنی نرخ کریستالیزاسیون را از طریق هستهگذاری هتروژن تحت تاثیر قرار می دهد.
شکل ۲- تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری نانوکامپوزیت پلی یورتان -گرافن الف ) انباشته یا ورقه ورقه نشده ب ) اختلاط مذابی ج ) اختلاط محلولی د) اختلاط به وسیله پلیمریزاسیون درجا
۴-خواص رئولوژیکی و ویسکوالاستیک
مطالعهی رئولوژی نانوکامپوزیت ها برای فهم فرایندهای شکل دهی و نیز بررسی ریزساختار مورد استفاده قرار میگیرد . در آزمون اندازه – گیری خواص رئولوژیکی، مقادیر مدول در فرکانس پایین میتواند اطلاعاتی از چگونگی توزیع صفحات بدست دهد.
برای مثال به صفر رسیدن شیب منحنی مدول ذخیره (‘G) در فرکانس های پایین بیانگر ایجاد یک آستانه بهم پیوستگی رئولوژیکی در ماده است و نشان دهنده تشکیل یک شبکه الاستیک شبه جامد از پرکننده درون ماتریس است . یک نمونه از این رفتار در شکل ۳ و برای نانوکامپوزیت های پلی کربنات -گرافن نشان داده شده است .
درصورتیکه صفحات پرکننده همگی در حالت ایده آل و دارای نسبت ابعادی یکسان فرض شده باشند، به کمک آستانه بهم پیوستگی میتوان پراکندگی پرکننده را بیان کرد.
یکی از راه هایی که میتوان تصادفی – شدن جهت گیری صفحات پرکننده را تحت تاثیر قرار داد عملیات حرارتی در دمای بالای دمای انتقال شیشهای است . چنانچه در شکل ۳ دیده میشود، آستانه بهم پیوستگی رئولوژیکی نانوکامپوزیت ها با یک عملیات حرارتی چند ساعته از ۱.۵ درصد به ۰.۵ درصد کاهش پیداکرده است
اشتراکگذاری:
- لینک دانلود فایل بلافاصله بعد از پرداخت وجه به نمایش در خواهد آمد.
- همچنین لینک دانلود به ایمیل شما ارسال خواهد شد به همین دلیل ایمیل خود را به دقت وارد نمایید.
- ممکن است ایمیل ارسالی به پوشه اسپم یا Bulk ایمیل شما ارسال شده باشد.
- در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.
