دانلود ترجمه مقاله پیش بینی مورفولوژی نانوکامپوزیتهای پلیمری – رس – الزویر 2015

پیش بینی مورفولوژی نانوکامپوزیتهای پلیمری – رس

Prediction of the morphology of polymer-clay nanocomposites

چکیده

1- مقدمه

2- پیش زمینه نظری

3- مواد و روش ها

3-1 مواد

3-2 اماده سازی

3- 3- مشخصات

4- نتایج و بحث

4- 1- محاسبه نسبت ویسکوزیته

4-2 اعتبار سنجی مدل

5- نتیجه گیری ها

چکیده

نانوکامپوزیت های پلیمری به طور مستمر علاقه فزاینده ای را در دهه گذشته، با توجه به پیشرفت های قابل توجهی که آنها می توانند در مقایسه با ماتریس پلیمری مرتب ارائه دهند، به خود جذب نموده اند. با این حال، مورفولوژی نهایی یک نانوکامپوزیت، که توسط چندین متغیر تعیین می شود، می تواند به طور قابل توجهی خواص ماکروسکوپی محصول نهایی را تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین، مطالعه فعل و انفعالاتات بین فرآوری، مورفولوژی، ساختار و خواص رئولوژیکی، و مناسب بودن مدل های موجود به منظور پیش بینی رفتار سیستم با تغییر متغیرهای فرآوری اصلی آن مهم است.

در این کار، قابلیت کاربرد یک نظریه پیش بینی بر اساس مدل Wu فرموله شده است و به منظور پیش بینی مورفولوژی سیستم های نانوکامپوزیت پیشنهاد شده است. این نظریه، توصیف یک ماتریس پلیمری – سیستم پرکننده لایه لایه را میسر می سازد، به شرطی که فعل و انفعالات بین دو جزء و فرآوری شناخته شده باشد. به طور خاص، یک پرکننده لایه لایه به عنوان یک جزء ثانویه قابل دگردیسی از یک ترکیب در نظر گرفته می شود که رفتار آن وابسته به فرآوری و فعل و انفعالات با ماتریس پلیمر است. این مقاله، با توجه به قطبش های مختلف این ماتریس، به تجزیه و تحلیل رفتارهای مختلف سیستم ها پرداخته است که با توجه به قطبش ای مختلف ماتریس آنها، می تواند به یک طبقه بندی از نانوکامپوزیت های پلیمری در دو یا چند خانواده منجر شود.

4-2 اعتبار سنجی مدل
در نتیجه مدل بالا توضیح داده شده با مقایسه پیش بینی های آن با نتایج تجربی به دست آمده با تغییر محتوای پرکننده مورد تایید قرار گرفت. به طور خاص، حضور احتمالی یک حد قابلیت کاربرد مدل، به دلیل پدیده در نظر گرفته نشده توسط مدل Wu گرفته نشده (مانند، به عنوان مثال، انعقاد) مورد بررسی قرار گرفت. این حد ممکن است، به عنوان مثال، حد بالایی از غلظت باشد، یعنی زمانی که درصد پرکننده بیش از حد بالا است، فرضیه نسبی استقلال ذرات فاز پراکنده شده با توجه به انعقاد، دیگر معتبر نیست.
محتوای اولیه پرکننده به واسطه وزن، 2 درصد در نظر گرفته شد.
این سیستم ها با استفاده از همان روش ها 1٪ برای پرکننده آماده شد، و ابعاد ذرات پرکننده از طریق تجزیه و تحلیل SEM مانند قبل مورد بررسی قرار گرفتند. اینها با آنهایی که به طوری نظری با استفاده از مدل Wu برآورد شده بودند، مقایسه شد. نتایج تجربی به دست آمده با نتایج نظری به طور رضایت بخشی مطابقت دارند، بنابراین می توان نتیجه گرفت که این مدل، یک پیش بینی رضایت بخش از داده های تجربی واقعی را ارائه می دهد.

Abstract

Polymer nanocomposites have continually attracted increasing interest over the last decade, due to significant improvements they can offer compared to neat polymer matrices. However, the final morphology of a nanocomposite, determined by several variables, can significantly influence the macroscopic properties of the final product. Therefore, it is important to study the interactions between processing, morphology, structure and rheological properties, and the suitability of existing models in order to predict the system’s behaviour with change of the main processing variables.

In this work, the applicability of a predictive theory based on the Wu model was formulated and proposed in order to predict the morphology of nanocomposite systems. This theory allows description of a polymer matrix – lamellar filler system, provided that the interactions between the two components and the processing are known. In particular, a lamellar filler has been considered as a deformable second component of a blend, with its behaviour depending on the processing and on the interactions with the polymer matrix. This allowed analyzing different behaviour for the systems, due to the different polarity of the matrix, which may lead to a classification of polymer nanocomposites in two or more families, according to their different matrix polarities.

4-2 Validation of the model

The above described model was thus validated by comparing its predictions with the experimental results obtained with changing the filler content. In particular, the possible presence of an applicability limit of the model, due to phenomena not taken into account by the Wu model (such as, for instance, coalescence) was investigated. This limit might be, for instance, an upper limit of concentration, i.e. when the filler percent is too high, the relative hypothesis of independence of the particles of dispersed phase is not valid anymore, due to coalescence. The first filler content to be taken into account was 2 % by weight.

These systems were prepared using the same methods as for 1% filler, and filler particle dimensions were evaluated through SEM analysis as before. These were compared with the theoretical ones estimated by using the Wu model. The obtained experimental results match the theoretical ones quite satisfactorily, thus it can be concluded that the model gives a satisfactory prediction of the real experimental data.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

پیش بینی مورفولوژی نانوکامپوزیتهای پلیمری – رس

Prediction of the morphology of polymer-clay nanocomposites