no-img
پارس یونی

نانوکامپوزیت بر پایه گرافن - پارس یونی


پارس یونی
گزارش خرابی لینک
اطلاعات را وارد کنید .

ادامه مطلب

DOC
نانوکامپوزیت بر پایه گرافن
امتیاز 4.25 ( 4 رای )نانوکامپوزیت بر پایه گرافن">
doc
۲۹ دی ۱۳۹۶
3.8 مگابایت
۲۵,۰۰۰ تومان
۲۵,۰۰۰ تومان – خرید
71صفحه

نانوکامپوزیت بر پایه گرافن


چکیده
مواد گرافنی موادی متشکل از یک یا چندین صفحه گرافن هستند که عمدتاً از طریق روش¬های شیمیایی قابل تولید هستند. در گزارش حاضر مروری بر نانوکامپوزیت¬های پلیمری حاوی گرافن و نانوصفحات گرافیتی صورت می¬گیرد، انواع روش¬های مورد استفاده در تولید مواد گرافنی مرور می¬شود و طرق پراکنده سازی این مواد در ماتریس¬های مختلف مورد بررسی قرار می¬گیرد. همچنین در این بررسی خواص رئولوژیکی، الکتریکی، مکانیکی، حرارتی و قابلیت سدکنندگی این کامپوزیت¬ها مورد بررسی قرار می¬گیرد و در مورد اینکه چگونه این خواص به خواص ذاتی گرافن و نحوه پراکندگی آن در ماتریس بستگی دارد،بحث می¬شود. در ادامه یک افق کلی از پتانسیل¬های کاربردی این قبیل کامپوزیت¬ها و چالش¬های موجود کنونی بر سر راه توسعه این گروه از مواد ارائه می¬شود.

مقدمه
گرافن یک تک لایه از اتم¬هایکربن منظم هیبریدی شده SP2 در قالب یک شبکه دو بعدی می¬باشد. این شکل از کربن در چند سال اخیر توجهات روزافزونی را به خود جلب نموده است که ناشی از خواص الکتریکی، مکانیکی و حرارتی استثنایی آن است. یکی از نوید بخش¬ترین کاربردهای گرافن در نانوکامپوزیت¬های زمینه پلیمری حاوی پرکننده¬های نانوسایز است. اگر چه پیشینه نانوکامپوزیت¬های حاوی فیلر سیلیکات لایه¬ای ورقه ورقه شده به حدود سال ۱۹۵۰ باز می¬گردد، ولی مبحث عمومی نانوکامپوزیت حدود ۴۰ سال بعد، زمانی که گزارشات محققان شرکت تویوتا موتور بهبود چشمگیر خواص مکانیکی نایلون ۶ را در پی افزودن مونت موریلونیت به عنوان فیلر گزارش کرد به طور شاخص در کانون توجه تحقیقات آکادمیک و صنعتی قرار گرفت.
نانوکامپوزیت¬های پلیمری بهبود خواص قابل توجهی را به ازای مقدار فیلر مصرفی کمتر در قیاس با کامپوزیت¬های پلیمری معمولی حاوی فیلر¬های میکرونی (نظیر الیاف شیشه و کربن) نشان می¬دهند، که این به کاهش وزن قطعات و آسانتر شدن فرآیندهای تولید می¬گردد. علاوه بر این ارتقا و بهبود همزمان چند خاصیت، کاربردهای چد منظوره را برای نانوکامپوزیت¬های پلیمری ایجاد می¬کند. با توجه به رویکردهای اخیر در استفاده از اکسید گرافیت (GO) برای تولید مواد گرافنی جهت کاربرد در تولید نانوکامپوزیت¬ها و سایر کاربردها در این گزارش عمدتاً تمرکز بر رروی نانوکامپوزیت¬های پلیمری حاوی فیلرهای مشتق از اکسید گرافیت می¬باشد و در این میان تاکید بیشتر روی ارتباط ساختار با خواص و نیز روند بهبود دیگر خواص در این کامپوزیت¬ها است. البته هر جا که لازم بوده است میان گرافن و سایر نانوفیلرها مقایسه صورت گرفته است. برخی مطالب اشاره شده در رابطه با کامپوزیت¬های پلیمری که می-تواند در بحث فیلرهای نانوصفحه¬ای گرافیتی به کار آید و در واقع با مباحث ترکیبات گرافیت میان افزوده مربوط است، نیز در این پایان نامه ارائه می¬گردد.

 

عنوان فهرست مطالب صفحه
چکیده ۱
مقدمه ۲
فصل اول ۳
اکتشاف گرافن ۳
۱-۱ مقدمه ۴
۱-۲ ویژگی های ساختاری و ترکیبی گرافن ۵
۱-۳ اصلاح سطح گرافن ۵
۱-۳-۱ اصلاح شیمیایی گرافن ۵
۱-۳-۲ کاهش گرافیت اکسید در پایاسازی متوسط ۶
۱-۳-۳ اصلاح کووالانسی گرافن ۶
۱-۳-۴ عاملیزه کردن غیر کووالانسی گرافن ۸
۱-۳-۵ استخلاف هسته دوست ۹
۱-۳-۶ اتصال نمک دیازونیوم ۹
۱-۴ اصلاح الکترو شیمیایی گرافن ۱۰
۱-۵ برهمکنش ᴨ-ᴨ ۱۰
فصل دوم ۱۲
خواص و فرآیندهای تولید مواد گرافنی به منظور استفاده به عنوان فیلر ۱۲
۲-۱- مروری بر تاریخچه مواد گرافنی ۱۳
۲-۲-ورقه ورقه کردن گرافیت ۱۴
۲-۳- فرآیندتولید و خواص اکسید گرافیتGO 16
۲-۴- ورقه ورقه کردن GO 17
۲-۵ احیای شیمیایی و عامل دار سازی صفحات G-O 18
فصل سوم ۲۰
تهیه نانوکامپوزیتهای گرافنی ۲۰
۳-۱- مروری بر تاریخچه ۲۱
۳-۲- روشهای پراکنده سازی غیر کوالانسی : انحلال و اختلاط مذاب ۲۲
۳-۳-پلیمریزاسیون درجای غیر کوالانسی ۲۳
۳-۴-کامپوزیتهای گرافنی دارای پیوند کوالانسی میان ماتریس و فیلر ۲۵
۳-۵- سایر روشها برای تولید کامپوزیت ۲۷
فصل چهارم ۲۸
مورفولوژی و رفتار بلور ۲۸
۴-۱ مقدمه ۲۹
فصل پنجم ۳۴
خواص رئولوژیک و ویسکوالاستیک ۳۴
۵-۱ مقدمه ۳۵
۵-۲ تغییرات دمای تبدیل شیشه ۳۷
۵-۳ پرکولیشن الکتریکی و هدایت ۳۸
فصل ششم ۴۲
خواص ۴۲
۶-۱ تقویت خواص مکانیکی ۴۳
۶-۲ خواص حرارتی ۴۸
۶-۳ خواص سدکنندگی در برابر نفوذ گاز ۵۰
فصل هفتم ۵۲
کاربردهای نانوکامپوزیتهای پلیمری گرافنی ۵۲
۷-۱مقمه ۵۳
۷-۲ جمع بندی ۵۵
فصل هشتم ۵۸
نتیجه گیری و پیشنهادات ۵۸
۸-۱ نتیجه گیری ۵۹
۸-۲ نانو کامپوزیت پلیمر/گرافن ۶۱
منابع و مآخذ ۶۲
Abstract 64

عنوان فهرست اشکال صفحه
شکل۱-۱تولید لایه های گرافن عاملیزه شده از گرافیت فلوراید و واکنشگر آلکیل لیتیوم . آنیلینگ محصول عاملیزه شده گرافن گرافیت ۳ بعدی ۷
شکل۱-۲ یک دیاگرام شماتیک را برای اصلاح گرافن با پیوند کووالانسی حلقه های پورفیرین روی سطح GO 7
شکل۱-۳ شماتیک اصلاح GO با استفاده از ایزوسیانات آلی در واسطه DMF 8
شکل۲-۱ساختار شیمیایی اکسید گرافیت GOو تفاوت ساختار آن با اکسید گرافیت ورقه ای G-O[8] 15
شکل ۲-۲ (a,b) تصاویر AFM مربوط به G-O (c,d) تصاویر TEM و SEM مربوط به TEGO[48]. 16
شکل ۳-۱ رشد دهی شاخههای پلیمری پلی استایرن، پلی بوتیل آکریلات یا پلی متیل متاکریلات با ATRP در حضور Cu(I) از سطوح G-O[126]. 25
شکل ۳-۲ پیوند دهی زنجیره های PVA بهG-Oاز طریق واکنش استری شدن گروههای کربوکسیلG-O[136]. 26
شکل ۴-۱ انواع مورفولوژی های قابل شکل گیری از گرافن در ماتریس پلیمری[۲۵]. ۳۰
شکل ۴-۲ نانوکامپوزیت پلی یورتان-TEGO در سه وضعیت (a) غیر ورقه ورقه شده (b) اختلاط مذاب (c) اختلاط محلول (d) اختلاط به وسیله پلیمریزاسیون[۱۵۷]. ۳۱
شکل ۴-۳ (a)توزیع جهت دار فیلر RG-O در نافیون (b)توزیع غیر جهت دار TEGO در نافیون[۱۶۲]. ۳۲
شکل ۵-۱ مدول فرکانس پایین برای کامپوزیت TEGO/PC به ازای زمان های مختلف عملیات حرارتی (a) 10000 ثانیه (b) 20000 ثانیه[۱۵۳]. ۳۶
شکل ۵-۲ هدایت الکتریکی پلی استایرن/RG-O در درصدهای مختلف فیلر[۱۹۲] ۳۸
شکل ۵-۳ نوعی ترانزیستور مبتنی بر خواص الکتریکی نانوکامپوزیت پلی استایرن حاوی RG-O عامل دار شده با فنیل ایزوسیانات[۲۰۲]. ۴۱
شکل ۶-۱ خواص مکانیکی کامپوزیت RG-O/PVA در درصدهای مختلف فیلر[۱۴۹] ۴۳
شکل ۶-۲ تغییرات مدول الاستیک در کامپوزیت TEGO/Polyurethane به ازای درصدهای مختلف فیلر[۲۶]. ۴۶
شکل ۶-۳ تغییرات هدایت در حرارتی کامپوزیت زمینه اپوکسی حاوی ترکیبی از SWNT و GNP[175] 49
شکل ۶-۴ مقایسه خواص سد کنندگی کامپوزیت CMG/PS (PGN) وMontmorillonite/PS (PCN) در درصدهای مختلف و فیلر و مقایسه نتایج تجربی با دومدل تئوری[۱۱۱]. ۵۰
شکل ۷-۱ ساختار یک خازن دو لایه الکتروشیمیایی که از خواص دی الکتریک فیلر GO بهره می برد[۲۷۵]. ۵۴

عنوان فهرست جداول صفحه
جدول۱-۱روش هایی برای اصلاح گرافیت اکسید با استفاده از واکنشگرهای مختلف و پراکنششان در حلال های متنوع ۱۱
جدول ۵-۱ خواص الکتریکی انواع فیلرهای گرافنی و آستانه پرکولیشن مشاهده با آنها در کامپوزیتهای مختلف ۳۹

 



دیدگاه ها


دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *