تهيه و بررسي خواص پوشش نانوكامپوزيتي ضد حريق متورم شونده برپايه رزين فوراني

مرجع پلیمر در بازار ایران: تهيه و بررسي خواص پوشش نانوكامپوزيتي ضد حريق متورم شونده برپايه رزين فوراني

اصلاح شده با نانوذرات سيليكا

اساتيد راهنما: محمد ايماني، سيدمجتبي ميرعابديني

دانشجوي دكتري: رقيه معرفت سيدلر

پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران

هدف از انجام اين پژوهش، توسعه نوعي رزين فوراني نوين با خواص گرمايي و پسماند كربني زياد، به عنوان پيونده در پوشش‌هاي ضد حريق متورم شونده است. بدين منظور، در مرحله اول رزين فوراني سنتز و با روش هاي طيف سنجي FTIR، NMR ، رنگ نگاري ژل تراوايي ( GPC) و تجزيه گرماوزني (TGA) شناسايي شد.

در مرحله بعد، زمان گيرش و سينتيك پخت اين رزين در مجاورت سه كاتاليزور اسيدي هم رده اگزاليك، سوكسينيك و آديپيك و با فن‌هاي DSC و رئولوژي بررسي شد. افزون بر اين، مشخصات شبكه پخت شده با روش تورم نمونه در استو نيتريل و استخراج به روش سوكسله تعيين شد. نتايج سينتيك تورم و چگالي اتصالات عرضي محاسبه شده نشان داد، رزين پخت شده در مجاورت اگزاليك اسيد چگالي شبكه زيادي دارد و 2% وزني از اين اسيد براي پخت رزين كافي است. در ادامه، با استفاده از شرايط بهينه پخت، پوشش‌هاي بر پايه رزين فوراني روي صفحه آهني (فولاد كم كربن) اعمال شد.

به منظور افزايش انعطاف پذيري و هم ترازي پوشش به ترتيب از رزين آلكيد و رنگدانه تيتانيم دي اكسيد استفاده شد. در نهايت، فرمول بندي بهينه با بررسي انعطاف پذيري، چسبندگي به زيرآيند و مقاومت به ضربه اين پوشش ها (با استفاده از آزمون‌هاي خمش مندرل، Pull-off و ضربه)، تعيين شد. در مرحله بعد، به منظور تعيين فرمول بندي بهينه پوشش ضد حريق متورم شونده شامل رزين فوراني، رزين آلكيد ، تيتانيم دي اكسيد و افزودني هاي ضد حريق(آمونيوم پلي فسفات، پنتااريتريتول و ملامين) از روش طراحي آزمون مخلوط استفاده شد.

آزمون هايي كه براي اين مرحله در نظر گرفته شدند، شامل تعيين مقدار پسماند كربني، شاخص حدي اكسيژن ( LOI )، دماي پشت صفحه آهني قرار گرفته در برابر شعله و درجه انبساط پوشش در برابر شعله بود. به منظور بررسي اثر نانوذرات سيليكا بر خواص ضدحريق پوشش، پس از افزودن نانوذرات با درصدهاي وزني 5/ 0، 1، 2، 3 و 5 به فرمول بندي بهينه به دست آمده از نرم افزار ياد شده، نمونه با آزمون هاي TGA ، گرماسنجي مخروطي و فشاري بررسي شد.

همچنين، شكل شناسي و توزيع عناصر در نمونه پیش و پس از آزمون گرماسنجي مخروطي اين نمونه ها با SEM/EDX مطالعه و تركيب درصد پسماند حاصل از آزمون گرماسنجي مخروطي با آزمون XRD بررسي شد. نتايج آزمون هاي مختلف نشان داد، درجه انبساط پوشش و شكل شناسي زغال پسماند بيشترين اثر را بر مقاومت پوشش در برابر حريق دارند و افزايش مقدار پسماند الزاماً به افزايش بازده بازدارندگي حريق منجر نمي شود. همچنين، افزايش مقدار نانوذرات سيليكا به بيش از % 2 وزني، به دليل توزيع نامناسب، به افت خواص مكانيكي پوشش منجر مي شود.

افزون بر اين، در نمونه هاي داراي 1- 0 درصد وزني نانوذرات سيليكا، واكنش پوشش به اشتعال شامل سرعت رهايش گرما، كل گرماي آزاد شده، رهايش دود، گازهاي CO و CO2 بسيار كم است. اين موضوع به افزايش كارايي بازدارندگي از اشتعال اين پوشش‌ها منجر مي شود.

دانلود مقاله چاپ شده در ارتباط با پایان نامه:

Curing of polyfurfuryl alcohol resin catalyzed by a homologous series of dicarboxylic acid catalysts. II. Swelling behavior and thermal properties