دانلود پایان نامه : تهیه و تعیین مشخصات نانوکامپوزیتهای زیست تجزیه پذیر نشاسته- پلی وینیل الکل- کادمیم (II) سولفید

1-3-1-4-میکروامولسیون…………………………………………………………………………………………………………………. 6

1-3-1-5-هیدروترمال………………………………………………………………………………………………………………………. 6

1-3-1-6-سنتز به کمک احتراق………………………………………………………………………………………………………. 7

1–3-2-روشهای فیزیکی– شیمیایی……………………………………………………………………………………………………… 7

1-3-2-1-تجزیه حرارتی افشانهای…………………………………………………………………………………………………….. 7

1-3-2-2-تغلیظ گاز…………………………………………………………………………………………………………………………… 7

1-3-2-3-سایش مکانیکی………………………………………………………………………………………………………………….. 7

1-3-2-4-روش اولتراسونیک……………………………………………………………………………………………………………… 8

1-3-2-5-سیالات فوق بحرانی…………………………………………………………………………………………………………… 8

1-4-کامپوزیتها………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 8

1-4-1-انواع کامپوزیتها………………………………………………………………………………………………………………………… 9

1-4-1-1-کامپوزیتهای لیفی………………………………………………………………………………………………………….. 9

1-4-1-2-کامپوزیتهای پودری……………………………………………………………………………………………………….. 9

1-5-تاریخچه فنآوری نانوکامپوزیت…………………………………………………………………………………………………………. 10

1-6-نانوکامپوزیتها……………………………………………………………………………………………………………………………………. 11

1-7-انواع نانوکامپوزیت………………………………………………………………………………………………………………………………. 12

1-7-1-نانوکامپوزیتها بر اساس اجزای تشکیلدهنده………………………………………………………………………… 12

1-7-2-نانوکامپوزیتها بر اساس ابعاد ذرات پراکنده…………………………………………………………………………… 12

1-7-3-نانوکامپوزیتها بر اساس ماده زمینه……………………………………………………………………………………….. 13

1-7-3-1-نانوکامپوزیتهای زمینه پلیمری……………………………………………………………………………………… 13

1-7-3-2-نانوکامپوزیتهای زمینه سرامیکی…………………………………………………………………………………… 13

1-7-3-3-نانوکامپوزیتهای زمینه فلزی-سرامیکی………………………………………………………………………… 14

1-7-3-4-نانوکامپوزیتهای زمینه فلزی…………………………………………………………………………………………. 14

1-8-مزایا ومعایب نانوکامپوزیتها……………………………………………………………………………………………………………… 14

1-9-روشهای تهیه نانوکامپوزیتها………………………………………………………………………………………………………….. 16

1-9-1-مخلوطسازی مستقیم……………………………………………………………………………………………………………….. 16

1-9-2-فرآوری محلول………………………………………………………………………………………………………………………….. 16

1-9-3-پلیمریزاسیون درجا…………………………………………………………………………………………………………………… 17

1-9-4-روش سل-ژل…………………………………………………………………………………………………………………………… 17

1-9-5-سنتز با استفاده از تمپلیتها……………………………………………………………………………………………………. 18

1-10-ضرورت توجه به نانوکامپوزیتهای پلیمری……………………………………………………………………………………. 19

1-11-کاربردهای نانوکامپوزیتها………………………………………………………………………………………………………………. 19

1-12- اهداف تهیه نانوکامپوزیتهای پلیمری………………………………………………………………………………………….. 20

1-13- انواع پرکنندهها با ابعاد نانو…………………………………………………………………………………………………………….. 21

1-13-1- لایهای…………………………………………………………………………………………………………………………………… 21

1-13-2- لیفی……………………………………………………………………………………………………………………………………… 21

1-13-3-کروی……………………………………………………………………………………………………………………………………… 21

1-14- معرفی پلی وینیل الکل………………………………………………………………………………………………………………….. 22

1-14-1-خواص فیزیکی پلی وینیل الکل……………………………………………………………………………………………. 23

1-14-1-1- نقطه ذوب و تبلور………………………………………………………………………………………………………. 23

1-14-1-2- دمای شیشهای شدن………………………………………………………………………………………………….. 24

1-14-1-3- قابلیت انحلال………………………………………………………………………………………………………………. 24

1-15-تخریب پلیمرها…………………………………………………………………………………………………………………………………. 25

1-15-1-انواع تخریب…………………………………………………………………………………………………………………………….. 26

1-15-1-1-تخریب حرارتی……………………………………………………………………………………………………………….. 26

1-15-1-2-تخریب مکانیکی……………………………………………………………………………………………………………… 26

1-15-1-3-تخریب با آب (تخریب هیدرولیکی)……………………………………………………………………………….. 26

1-15-1-4-تخریب با امواج مافوق صوت…………………………………………………………………………………………… 26

1-15-1-5-تخریب شیمیایی……………………………………………………………………………………………………………… 27

1-15-1-6-تخریب با تشعشع…………………………………………………………………………………………………………….. 27

1-15-1-7-زیست تخریب شدن………………………………………………………………………………………………………… 27

1-16-پلاستیکهای زیست تخریب پذیر…………………………………………………………………………………………………….. 27

1-17-زیست تخریب پذیری در پلیمرها……………………………………………………………………………………………………… 27

1-17-1-پلیمرهای زیست تخریب پذیر طبیعی……………………………………………………………………………………… 29

1 -17-2-پلیمرهای زیست تخریب پذیر سنتزی……………………………………………………………………………………. 29

1-18-عوامل موثر بر زیست تخریب پذیری پلیمرها…………………………………………………………………………………… 30

1-19-روشهای زیست تخریب پذیری……………………………………………………………………………………………………….. 30

1-19-1-میکروارگانیسمها………………………………………………………………………………………………………………………. 31

1-19-1-1-فرآیند هوازی (در حضور اکسیژن)………………………………………………………………………………….. 31

1-19-1-2-فرآیند غیر هوازی (در غیاب اکسیژن)…………………………………………………………………………….. 31

1-19-2-آنزیمها………………………………………………………………………………………………………………………………………. 31

1-20-کاربرد پلیمرهای زیست تخریب پذیر………………………………………………………………………………………………. 31

1-21-روشهای تخریب پلیمرهای زیست تخریب پذیر…………………………………………………………………………….. 32

1-21-1-تخریب از طریق نور…………………………………………………………………………………………………………………. 32

1-21-2-تخریب از طریق میكروبی……………………………………………………………………………………………………….. 32

1-21-3-تخریب شیمیایی……………………………………………………………………………………………………………………… 33

1-22-روشهای شناسایی نانوکامپوزیتها…………………………………………………………………………………………………. 33

1-22-1-استفاده از پراش اشعه ایکس (XRD)…………………………………………………………………………………… 33

1-22-2-استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)………………………………………………………………… 35

1-22-3-استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)………………………………………………………………… 36

1-22-4-استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)………………………………………………………………………. 37

فصل دوم: بخش تجربی

2-1-وسایل، مواد و دستگاههای مورد استفاده…………………………………………………………………………………………… 39

2-1-1-وسایل آزمایشگاهی……………………………………………………………………………………………………………………. 39

2-1-2-مواد شیمیایی…………………………………………………………………………………………………………………………….. 39

2-2-تعیین جرم مولکولی…………………………………………………………………………………………………………………………… 41

2-3-تهیه نمونهها……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 44

2-3-1-آماده سازی نانو ذرات………………………………………………………………………………………………………………… 44

2-3-1-1-روش تهیهی نانوذرات CdS…………………………………………………………………………………………………..44

2-3-2-آماده سازی نمونههای نانو کامپوزیتی…………………………………………………………………………………………45

2-3-2-1-روش تهیه کامپوزیتStarch/PVA ………………………………………………………………………………… 45

2-3-2-2- روش تهیه نانوکامپوزیتStarch/PVA/CdS ……………………………………………………………….. 46

2-4-اندازهگیریها………………………………………………………………………………………………………………………………………. 46

2-4-1-بررسی ساختار………………………………………………………………………………………………………………………….. 47

2-4-1-1- پراش پرتو ایکس (XRD)…………………………………………………………………………………………….. 47

2-4-1-2- میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)………………………………………………………………………… 47

2-4-1-3-طیف سنجی انرژی پراش اشعه ایکس (EDX)…………………………………………………………….. 48

2-4-2- خواص مکانیکی………………………………………………………………………………………………………………………. 48

2-4-3-خواص حرارتی…………………………………………………………………………………………………………………………. 50

2-4-3-2-آنالیز گرماسنج دیفرانسیلی روبشی (DSC)……………………………………………………………….. 50

2-4-4- طیف سنجی مرئی- فرابنفش (UV-VIS)…………………………………………………………………………… 50

2-5- بررسی جذب آب نانوکامپوزیتها……………………………………………………………………………………………………. 51

2-6- بررسی تخریب آنزیمی…………………………………………………………………………………………………………………….. 54

فصل سوم: بحث و نتیجهگیری.

3-1-مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 57

3-2- تعیین جرم مولکولی پلی وینیل الکل……………………………………………………………………………………………… 58

3-3- شناسایی ساختار نانوذرات CdS…………………………………………………………………………………………………….. 58

3-3-1- نتایج XRD…………………………………………………………………………………………………………………………. 58

3-3-2- نتایج SEM…………………………………………………………………………………………………………………………. 60

3-4- شناسایی نانوکامپوزیتها………………………………………………………………………………………………………………… 66

3-4-1- نتایج XRD ………………………………………………………………………………………………………………………… 62

3-4-2- نتایج SEM…………………………………………………………………………………………………………………………. 63

3-4-3- نتایج EDX…………………………………………………………………………………………………………………………. 64

3-5- بررسی خواص نانوکامپوزیتهای Starch/PVA/CdS…………………………………………………………….. 66

3-5-1- نتایج آزمون مکانیکی تنش- کرنش…………………………………………………………………………………….. 66

3-5-2- نتایج آزمون حرارتی (DSC)………………………………………………………………………………………………. 70

3-5-3- نتایج جذب نور مرئی- فرابنفش…………………………. ……………………………………………………………… 74

3-5-4- نتایج آزمون جذب آب…………………………………………………………………………………………………………. 78

3-5-5- نتایج آزمون تخریب آنزیمی………………………………………………………………………………………………….83

3-5- نتیجهگیری…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 87

فهرست منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………………..89

فهرست جدولها

عنوان صفحه

جدول (2-1)-انواع مواد شیمیایی مورد استفاده……………………………………………………………………………………. 40

جدول (3-1)- زمان ریزش محلولها با غلظتهای مختلف در ویسکومتر استوالد……………………………….. 62

جدول (3-2)- درصد تقریبی عناصر موجود در نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS………………………… 70

جدول (3-3)- دادههای آزمون کشش………………………………………………………………………………………………….. 71

جدول (3-4)- دادههای مربوط به آزمون کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC)……………………………………. 78

جدول (3-5)- دادههای مربوط به باند گپ نمونههای نانوکامپوزیتی…………………………………………………… 80

فهرست شکلها

عنوان صفحه

شکل (1-1)- فرمول شیمیایی پلی وینیل الکل………………………………………………………………………………………. 22

شکل (1-2) دستگاه پراش اشعه ایکس……………………………………………………………………………………………………. 34

شکل (1-3) دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی………………………………………………………………………………… 36

شکل (1-4) دستگاه میکروسکوپ الکترونی عبوری………………………………………………………………………………… 37

شکل (1-5) دستگاه میکروسکوپ نیروی اتمی………………………………………………………………………………………. 38

شکل (2-1)- دستگاه تست کشش مورد استفاده در این پژوهش…………………………………………………………. 52

شکل (3-1)- الگوی XRD نانوذرات CdS………………………………………………………………………………………….. 63

شکل (3-2)- تصاویر SEM مربوط به نانوذرات CdS…………………………………………………………………………. 65

شکل (3-3)- الگوی XRD مربوط به نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS………………………………………. 67

شکل (3-4)- تصاویر SEM مربوط به نانوکامپوزیتهای Starch/PVA/CdS………………………………. 68

شکل (3-5)- آنالیز عنصری (EDX) مربوط به نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS……………………….. 69

شکل (3-6)- آزمون Tensile………………………………………………………………………………………………………………. 72

شکل (3-7)- آزمون DSC. ترموگرام مربوط به ماتریس پلیمری Starch/PVA……………………………. 77

شکل (3-8)- آزمون DSC. ترموگرام مربوط به نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS (5%)………….. 77

شکل (3-9)- طیف UV-Vis مربوط به نانوکامپوزیتهای Starch/PVA/CdS………………………….. 79

فهرست نمودارها

عنوان صفحه

نمودار (3-1)- تاًثیر مقدار نانوذره CdS بر روی استحکام کششی……………………………………………………… 73

نمودار (3-2)- تاًثیر مقدار نانوذرات CdS بر روی مدول کشسانی……………………………………………………… 74

نمودار (3-3)- تاًثیر مقدار نانوذرات CdS بر روی ازدیاد طول……………………………………………………………. 75

نمودار (3-4)- بررسی اثر زمان و مقدار نانوذرات CdS بر روی وزن نمونههای آبدار نانوکامپوزیتی….. 81

نمودار (3-5)- بررسی اثر زمان و مقدار نانوذرات CdS بر روی درجهی جذب آب نمونهها………………. 82

نمودار (3-6)- تاًثیر افزایش نانوذرات CdS بر روی تخریب آنزیمی نانوکامپوزیتها…………………………… 83

فهرست علائم و اختصارات

AFM Atomic Force

DSC Differential Scanning Calorimetry

DED Degree of enzymatic degradation

EDX Energy Dispersive X-ray spectroscopy

XRD X-ray Diffraction

PVA Polyvinyl Alcohol

PVAC Polyvinyl Acetate

S Starch

SEM Scanning Electron Microscopy

TGA Termal Gravimetric Analysis

TEM Transmission Electron Microscope

rpm revolution per minute

nm nanometer

Mpa Mega pascal

WAC Water Absorption Capability

-فنآوری نانو چیست؟

فنآوری نانو واژهای است کلی که به تمام فنآوریهای پیشرفته در عرصه کار با مقیاس نانو اطلاق میشود. معمولاٌ منظور از مقیاس نانو ابعادی در حدود یک تا 100 نانومتر میباشد. (1 نانومتر یک میلیاردم متر است) [1]. اولین جرقه فنآوری نانو در سال 1959 زده شد. در این سال ریچارد فاینمن[1] طی یک سخنرانی با عنوان (فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد) ایده فنآوری نانو را مطرح ساخت. وی این نظریه را ارائه داد که در آیندهای نزدیک میتوانیم مولکولها و اتمها را به صورت مستقیم دستکاری کنیم [2].

نانومواد در سالهای اخیر به علت کارایی بالایی که در حوزههای وسیعی از زمینههای مختلف دانش مانند الکترونیک، کاتالیست، سرامیک، ذخیره دادههای مغناطیسی و…. دارند، گسترش قابل توجهی یافتهاند. در حقیقت برای تحقق نیازهای فنآورانه در زمینههای یاد شده با استفاده از نانومواد، اندازه مواد در ابعاد طول، عرض و یا ارتفاع تا مقیاس نانومتری کاهش مییابد. با کاهش اندازه مواد تا ابعاد نانومتری، خواص مکانیکی و فیزیکی مواد بهبود قابل توجهی پیدا میکند، به طور مثال استحکام مکانیکی و به ویژه مقاومت الکتریکی و حرارتی افزایش مییابد [3].

موضوعات: بدون موضوع لینک ثابت

فرم در حال بارگذاری ...

فید نظر برای این مطلب