دراسة تحليل ألية التقسية وتأثيراتها على خواص الايبوكسي وخليط الايبوكسي مع البولي ستايرين

المؤلفون

  • زهراء عمران موسى قسم هندسة المواد والصناعات البوليمرية والبتروكيميائية، جامعة بابل، بابل، العراق.
  • نجم عبد الأمير سعيد قسم هندسة المواد والصناعات البوليمرية والبتروكيميائية، جامعة بابل، بابل، العراق.

DOI:

https://doi.org/10.21123/bsj.2024.9003

الكلمات المفتاحية:

بولي ستايرين والخليط و تحليل الية التقسية ودرجة الانتقال الزجاجي والايبوكسي والخواص الحرارية.

الملخص

تم دراسة تأثير درجة حرارة التقسية وتاثير مادة البولي ستايرين المضاف بتراكيز مختلفة على نظام تقسية راتنج الايبوكسي  تم قياس درجة التقسية و درجة الانتقال الزجاجية , الخواص الميكانيكية , الخواص الحرارية وهيئة السطح لمنطقة الكسر للعينات الايبوكسي النقي و خلائطه . تم قياس درجة الانتقال الزجاجية ودرجة التقسية من  فحص الDSC بينما تم دراسة التحلل الحراري والاستقرار الحراري من خلال فحص TGA , هيئة السطح  خلال فحص SEM والخواص الميكانيكية ( مقاومة الشد, معامل المرونة والاستطالة عند الكسر) تم فحصها باستخدام جهاز فحص الشد العام . حيث ان الية تقسية الايبوكسي بنفس الطريقة لكل العينات التي تكون  حسب الاتي PS ((0, 2.5 % Wt., 5% Wt., and 7.5% Wt.  هذه تمثل نسب  اضافة البولي ستايرين باختلاف درجة حرارة التقسية حيث تم استخدام مجموعتين الاولى تمت تقسيتها بحرارة الغرفة والمجموعة الثانية لنفس التراكيز تمت تقسيتها بحرارة 80 درجة مئوية. تم رسم العلاقة بين مستوى نسبة البولي ستايرين مع درجة الانتقال الزجاجية , لوحظ بان درجة الانتقال الزجاجية تقل بزيادة محتوى البولي ستايرين داخل ارضية الايبوكسي عند تراكيز ( % Wt. 5 + % Wt. 7.5) عند تقسية العينات بحرارة 80 درجة مئوية مقارنة مع العينات التي تم تقسيتها بحرارة الغرفة, بالنسبة للخواص الميكانيكية بصورة عامة تكون متذبذبة بين الزيادة و النقصان بصورة عامة تقل في كلا الحالتين, في حالة التحلل الحراري عند المراحل الاولى من التسخين هناك استقراريه للعينات ومع زيادة درجة الحرارة يبدا التحلل بصورة سريعة لحد الوصول للتفحم, عند فحص الصدم يبدا بزيادة طفيفة وافضل نسبة تكون عند تركيز 5% من البولي ستايرين وتم فحص منطقة الكسر بSEM.

المراجع

Aradhana R, Mohanty S, Nayak SK. High performance epoxy nanocomposite adhesive: Effect of nanofillers on adhesive strength, curing and degradation kinetics. Int J Adhes Adhes. 2018; 84: 238–49. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2018.03.013

Kadhim N, Mei Y, Wang Y, Li Y, Meng F, Jiang M, et al. Remarkable improvement in the mechanical properties of epoxy composites achieved by a small amount of modified helical carbon nanotubes. Polym. (Basel). 2018; 10(10): 1–13. https://doi.org/10.3390/polym10101103

Hassan Salma, M. Aseel A. Kareem HIJ. Study the effect of acid immersion on the hardness of (Epoxy – Granite) composite. Baghdad Sci J. 2014; 11(2): 702–6. https://doi.org/10.21123/bsj.11.2.702-706

Farooq U, Teuwen J, Dransfeld C. Toughening of Epoxy Systems with Interpenetrating Polymer Network IPN: A Review. Polym. 2020; 12: 1–29. https://doi.org/10.3390/polym12091908

Ozgul EO, Ozkul MH. Effects of epoxy , hardener , and diluent types on the hardened state properties of epoxy mortars. Constr Build Mater. 2018; 187: 360–70. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.07.215

Hoshino T, Okamoto Y, Yamamoto A, Masunaga H. Heterogeneous dynamics in the curing process of epoxy resins. Sci Rep . 2021; 1–12. https://doi.org/10.1038/s41598-021-89155-x

Huang M, Shen Z, Wang Y, Li H, Luo T, Lei Y. Thermo-mechanical properties and morphology of epoxy resins with co-poly (phthalazinone ether nitrile). J Polym Res. 2019; 26(4). https://doi.org/10.1007/s10965-019-1750-4

Barros JJP, Silva IDDS, Jaques NG, Wellen RMR. Approaches on the non-isothermal curing kinetics of epoxy/PCL blends. J Mater Res Technol. 2020; 9(6): 13539–54. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.09.081

Zheng T, Xi H, Wang Z, Zhang X, Wang Y, Qiao Y, et al. The curing kinetics and mechanical properties of epoxy resin composites reinforced by PEEK microparticles. Polym Test. 2020; 91(July): 106781. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2020.106781

Nanocomposite R, Zheng T, Wang X, Lu C, Zhang X, Ji Y. Studies on Curing Kinetics and Tensile Properties of Silica-Filled Phenolic Amine / Epoxy. Polym. 2019; 11(4): 680; https://doi.org/10.3390/polym11040680

Hosseinpour A, Nazockdast H, Behzad T, Salimijazi HR. Investigation of the cure kinetics of an epoxy resin by advanced isoconversional and model-fitting methods. AIP Conf Proc. 2016; 1713(1): 110004. https://doi.org/10.1063/1.4942315

Tan SK, Ahmad S, Chia CH, Mamun A, Heim HP. A Comparison Study of Liquid Natural Rubber ( LNR ) and Liquid Epoxidized Natural Rubber ( LENR ) as the Toughening Agent for Epoxy. Am J Mater Sci. 2013; 3(3): 55–61. https://doi.org/10.17170/kobra-202012082433

Aiza Jaafar CN, Zainol I, Ishak NS, Ilyas RA, Sapuan SM. Effects of the liquid natural rubber (LNR) on mechanical properties and microstructure of epoxy/silica/kenaf hybrid composite for potential automotive applications. J Mater Res Technol. 2021; 12: 1026–38. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.03.020

Li H, Chen G, Su H, Li D, Sun L, Yang J. Effect of the stoichiometric ratio on the crosslinked network structure and cryogenic properties of epoxy resins cured at low temperature. Eur Polym J. 2018; 112: 792-798. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2018.10.051

García-Manrique JA, Marí B, Ribes-Greus A, Monreal L, Teruel R, Gascón L, et al. Study of the degree of cure through thermal analysis and Raman spectroscopy in composite-forming processes. Mater. (Basel) 2019; 12(23). https://doi.org/10.3390/ma12233991

Sun Z, Xu L, Chen Z, Wang Y, Tusiime R. Enhancing the Mechanical and Thermal Properties of Epoxy Resin via Blending with Thermoplastic Polysulfone. Polym. 2019; 11(3): 461 2019. https://doi.org/10.3390/polym11030461

Roy S, Petrova RS, Mitra S. Effect of carbon nanotube ( CNT ) functionalization in epoxy-CNT composites. Nanotechnol Rev. 2018; 7(6): 475–85. https://doi.org/10.1515/ntrev-2018-0068

Zhang Y, Song P, Fu S, Chen F. Morphological structure and mechanical properties of epoxy/polysulfone/cellulose nanofiber ternary nanocomposites. Compos Sci Technol. 2015; 115: 66–71. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2015.05.003

19 Khalid R, Sarah Kh. The Effect of nano particles of TiO2-Al2O3 on the Mechanical properties of epoxy Hybrid nanocomposites. Baghdad Sci J. 2015; 12(3): 597–602. https://doi.org/10.21123/bsj.2015.12.3.597-602

I.Husaen S. Mechanical properties of carbon nanotube reinforced Epoxy Resin composites. Baghdad Sci J . 2012; 9(2): 330–335. https://doi.org/10.21123/bsj.9.2.330-334

21 Heng Z, Zeng Z, Chen Y, Zou H, Liang M. Silicone modified epoxy resins with good toughness, damping properties and high thermal residual weight. J Polym Res. 2015; 22(11). https://doi.org/10.1007/s10965-019-1750-4

22. Aradhana R, Mohanty S, Nayak SK. High performance epoxy nanocomposite adhesive: Effect of nanofillers on adhesive strength, curing and degradation kinetics. Int J Adhes Adhes. 2018; 84(March): 238–49. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2018.03.013

التنزيلات

إصدار

القسم

article

كيفية الاقتباس

1.
دراسة تحليل ألية التقسية وتأثيراتها على خواص الايبوكسي وخليط الايبوكسي مع البولي ستايرين. Baghdad Sci.J [انترنت]. [وثق 22 يوليو، 2024];21(12). موجود في: https://bsj.uobaghdad.edu.iq/index.php/BSJ/article/view/9003