اثر نانو الماس بر رفتار گرمایی و پایداری گرمایی رزین اپوکسی

نوع مقاله : مروری

نویسندگان

1 گروه مهندسی پلیمر، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران، مرکز تحقیقات نانو، دانشگاه آزاد اسلامی

2 استاد، گروه مهندسی پلیمر،دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، صندوق پستی:466- 19585

3 دانشیار، گروه شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهر قدس ، صندوق پستی:374-37515

4 دانشیار، مرکز تحقیقات نانو، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، صندوق پستی:466- 19585

چکیده

گرماسخت اپوکسی به دلیل خواص گرمایی، الکتریکی و شیمیایی خوب، در صنایع چندسازه، ساختمان، الکترونیک، چسب و پوشش ها مورد استفاده قرار گرفته اند. توزیع و پراکنش نانوذرات در ماتریس بسپاری ، مسئله مهم و تاثیرگذار در ویژگی مکانیکی نانوکامپوزیت های اپوکسی است. معادلات سینتیک پخت برای ارزیابی و بهینه سازی فرایند تولید استفاده می ­شود و مدلسازی سینتیک تخریب به طور گسترده ای به ابزاری اساسی برای مهندسان تبدیل شده است که منجر به کاهش هزینه ­ها و کیفیت فراورده می ­شود. افزودن نانوالماس اصلاح شده با گروه کربوکسیل و گروه آمینی به رزین اپوکسی خالص، مکانیسم واکنش پخت را تغییر نمی­ دهد و همچنین، اصلاح سطح نانوالماس باعث افزایش سرعت واکنش پخت نانوچندسازه اپوکسی می شود. بررسی پایداری گرمایی نمونه هیبرید نانو چندسازه­های اپوکسی در حضور نانو الماس و نانوگرافن اکساید نشان داد که حضور همزمان نانوالماس و نانوگرافن اکساید می­تواند باعث افزایش پایداری گرمایی می شوند. در این پژوهش، به اثر افزودن نانوالماس و نانوالماس بهبود یافته بر ریخت شناسی، ویژگی مکانیکی و رئولوژیکی،  و مدلسازی سینتیک پخت و سینتیک تخریب  و ویژگی تریبولوژیکی پرداخته شده است.  

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of nano diamond on thermal behavior and thermal stability of epoxy resin

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hossein Karami 1
  • MohammadReza Kalaee 1
  • Ramin Khajavi 2
  • OMid Moradi 3
  • Davood Zaarei 4
1 Department of Polymer Engineering, Islamic Azad University, South Tehran Branch, P.O. Box 17776-13651, Tehran, Iran University, Tehran, Iran
2 Department of Polymer Engineering, Islamic Azad University, South Tehran Branch, P.O. Box 17776-13651, Tehran, Iran University, Tehran, Iran
3 Department of Chemistry, Shahre-Qods Branch, Islamic Azad University, Shahre-Qods 37515-374.
4 Department of Polymer Engineering, Islamic Azad University, South Tehran Branch, P.O. Box 17776-13651, Tehran, Iran University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Epoxy thermoset resins have been used in the composite, construction, electronics, adhesive and coatings industries due to their good thermal, electrical and chemical properties. Distribution and dispersion of nanoparticles in polymer matrix is an important and influential issue in the mechanical properties of epoxy nanocomposites. Curing kinetics equations are used to evaluate and optimize the production process, and degradation kinetics modeling has become widely used as an essential tool for engineers to reduce costs and product quality. Addition of modified carboxyl and amine groups to pure epoxy resin does not change the curing reaction mechanism and also modifying the surface of nanodiamond increases the curing rate of epoxy nanocomposite. Investigation of hybrid thermal stability of epoxy nanocomposites in the presence of nanodiamonds and graphene oxide showed that the simultaneous presence of two different types of nano material can increase the thermal stability. In this research, the effect of adding nano diamonds and modified nano diamonds on morphology, mechanical and rheological properties, and modeling of curing kinetics and degradation kinetics and tribological properties have been investigated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nano diamond
  • Modified Nano diamond
  • Epoxy Resin
  • Thermal Properties
  • Modeling

مراجع

 
[1] S.P. Vinodhini , J.R. Xavier , Journal of Materials Science, 56,7094-110,(2021).
[2] M.Li, Q.Hu, H.Shan, W.Yu, Z.X.Xu, Chemosphere, 263,128250,(2021).
   [3] A.G.Olabi , M.A.Abdelkareem , T.Wilberforce , E.T.Sayed, Renewable and Sustainable Energy Reviews,135,110026,(2021).
[4] B.Hu, Y.Cong, Y.hua, B.Zhang, B.yan, L.Zhang,Y. Shen, H.Huang, H.zhou, Journal of Materials Science, 55,3712-3727,(2019).
[5] V.R.G. Martínez ,M.Gude .S. Calvo, M.R.M. Miranda ,A. Ureña , Materials Today Communications, 24,100990,(2020).
[6] Y.Xie, C.Liu,W. Liu, L.Liang, S.Wang, F.Zhang, H.Shi, M.Yang, Physicochemical and Engineering Aspects,593,124627,(2020).
[7]F.L. Jin, X.Li ,S.J. Park , Journal of Industrial and EngineeringChemistry ,29, 1-11,( 2015).
[8] A.Xue, B.Zhang ,M. Sun, X.Zhang, J.Li ,L.Wang ,C.Song, International Journal of Adhesion and Adhesives, 88, 11-18,(2019).
[9] S.Chhetri, A.N.C.Chandra,P. Samanta, N.C.Murmu ,T.Kuila, Polymer Testing, 63,1-11,( 2017).
[10] D.Reso,C.N. Cascaval,F. Mustata , C.Ciobanu, Thermochimic.Acta, 383, 119-127, (2002).
[11]  S.Montserrat, J.Málek, Thermochimica. Acta, 228, 47-60,(1993).
 [12]  J. Málek ,Thermochimica .Acta,138, 337-346,(1989).
 [13]  J. Málek, Thermochimica. Acta, 200, 257-269,(1992).
 [14] D.R.Rena , X.Xiong, X.Maa ,S.Liu, J.Wang ,P. Chen ,Y. Zeng , Thermochimica .Acta ,623,15-21,(2016).
[15] L. Li, X .Liao, X .Sheng, P. Liu, Z. Hao, L .He, G .Qin, In Polymers for Advanced  Technology,31, 1865-1874,(2020).
[16] A.Wazalwar,M. Raichur, Thermochimca .Acta, 697, 178857(,2021).
[17] M.Nonahal, H.Rastin, M.R.Saeb,  M.G.Sari,M.H. Moghadam, P.Zarrintaj , B.Ramezanzadeh, Progress in Organic Coatings, 114 , 233-243,(2018).
[18] X .Wang, J. Jin, M .Song, Y .Lin, Material Research  Express,3 , 105303,(2016).
[19] M.Nonahal , M.R.Saeb, S.H. Jafari, H.Rastin,H.A. Khonakdar, F.Najafi,F. Simon, Polymer Composite, 39, 2016-2027,(2018).
[20] S.H.Ryu, J.H.Sin, A.M.Shanmugharaj, European Polymer Journal, 52 ,88-97,(2014).
[21] M.Jouyandeh  , E.Yarahmadi, K.Didehban,S. Ghiyasi,M.R. Paran,D. Puglia, J.A.Ali, A.Jannesari, M.R.Saeb, Z. Ranjbar,M.R. Ganjali, Progress in Organic Coatings, 136, 105217,(2019).
[22] L.Li,Z. Zeng,J.H. Zou,M. Liang, Thermochimica .Acta, 614, 76-84,(2015).
[23] J.Tian,C. Yang, J.Yang, S.Shi, S.Hao, T, High Performance Polymer,7, 5472-5482 ,(2021).
[24] L.Li, Z.Zeng,H. Zou,M.M. Liang , Thermochimica. Acta, 614, 76-84,(2015).
[25] M.R.Saeb, H.Rastin,M. Shabanian, M.Ghaffari, G.H.Bahlakeh, Progress in Organic Coatings,110 , 172-181,( 2017).
[26] O.Zabihi , A.Hooshafza, F.Moztarzadeh, P.Payravand, A.Afshar, R.Alizadeh , Thermochimica .Acta,527,190-198 , (2012 ).
[27] M.Jouyandeh, N.Rahmati, E.Movahedifard ,B.SH. Hadavand ,Z. Karami ,M. Ghaffari ,  M.Taheri ,E. Bakhshandeh ,H.Vahabi ,M.R. Ganjali ,K. Formela ,M.R. Saeb , Progress in Organic Coatings, 133, 220-228 ,(2019).
[28] M.R.Saeb, M.Nonahal, H.Rastin, M.Shabanian ,M. Ghaffari ,GH. Bahlakeh, S.Ghiyasi,  H.A.Khonakdar , V.Goodarzi , P.Vijayan ,D. Puglia , Progress in Organic Coatings ,112, 176-186,(2017).
[29] O.Zabihi  , M.Aghaie, H.Aghaie ,K. Zare ,Y. Saghapour, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 117, 53-61 , (2014).
[30] M. Jouyandeh, M.R.Ganjali, A.Jagar, M.Aghazadeh, F.J.Stadler , M.R. Saeb , Progress in Organic Coatings, 136 , 105199 ,(2019).
[31] M. H. Karami ,M. R. Kalaee.,and S.Mazinani.,  V.G., Wellen R.M.R., Shanmugharaj A.M., and etal., Proceeding of the 14th International Seminar on Polymer Science and Technology (ISPST 2020), Tarbiat Modares University, 9-12 November, 9-10, 2020.
[32] M. H. Karami ,M. R. Kalaee., Proceeding of the 11th International Chemical Engineering Congress & Exhibition (IChEC 2020), Tehran University, 15-17 April,15-17, 2020.
 
[33] M. H. Karami ,M. R. Kalaee.,and S.Mazinani., Proceeding of the 1st International Conference on Rheology (ICOR), Iran Polymer and Petrochemical Institute, 17-18 December ,104-105,2019.
 
[34] ] M. H. Karami ,M. R. Kalaee., Proceeding of the National Conference on Advanced Technologies in Energy, Water and Environment, Sharif Energy Research Institute, 3March, 234-241, 20.
[35] ] M. H. Karami ,M. R. Kalaee, Proceeding of the National Conference on Advanced Technologies in Energy, Water and Environment, Sharif Energy Research Institute, 3March, 209-216, (2021).
[36] M. H. Karami ,M. R. Kalaee., Iran Rubber Magazine  ,25, 37-56, (2021).
 
[37] M. H. Karami ,M. R. Kalaee., Iran Polymer Technology, Research and Development,6,29-38, (2021).
[38] ] M. H. Karami ,M. R. Kalaee, Polymerization, 11(4),65-76,(2022).
 
[39] M. H. Karami ,M. R. Kalaee., Polymerization, 11(3),34-43,(2021).
 
[40] Karami M.H. and Kalaee M.R., Journal of science and engineering elites,6,162-175,(2021).
[41] M. H. Karami ,M. R. Kalaee ,R. Khajavi, O. Moradi, D.Zaarei  ,Proceeding of the 17th National Chemical Engineering Congress & Exhibition (IChEC 2021), FerdowsiUniversity of Mashhad, 9-11November , (2021).
[42] M. H. Karami ,M. R. Kalaee ,R. Khajavi, O. Moradi, D. Zaarei , Proceeding of the 17th National Chemical Engineering Congress & Exhibition (IChEC 2021), FerdowsiUniversity of Mashhad, 9-11November ,( 2021).
[43] M. H. Karami ,M. R. Kalaee ,R. Khajavi, O. Moradi, D. Zaarei., Advanced Composite and Hybrid Materials, (2022). https://doi.org/10.1007/s42114-022-00419-0.
[44] M. H. Karami ,M. R. Kalaee ,R. Khajavi, O. Moradi, D. Zaarei., Journal of Textile Science and Technology, In Persian, (2022).
[45]. M. H. Karami ,M. R. Kalaee ,R. Khajavi, O. Moradi, D. Zaarei., Advanced materials& Novel Coatings,10,2758-2770,(2021).
[46] M. H. Karami ,M. R. Kalaee., Polymerization,( 2021 ),DOI: 10.22063/BASPARESH.2021.3017.1591.
[47] M. H. Karami ,M. R. Kalaee., Nano World, 17(65), 57-66,(2022).
[48] M.H. Karami ,M. R. Kalaee., Iran Rubber Magazine  ,26(104), 37-50, (2022).
 [49] M. H. Karami ,M. R. Kalaeem, Iranian Chemical    Engineering Journal,(2022),
دنیای نانو
دوره 18، شماره 67
شهریور 1401
صفحه 11-19

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 28 بهمن 1400
  • تاریخ بازنگری: 06 اردیبهشت 1401
  • تاریخ پذیرش: 22 خرداد 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار