عنوان الإطروحه
Mechanical and Thermal Properties of Pozzolana Filled Polystyrene Composites
تاريخ مناقشة الاطروحه
2024-07-28
اسم الطالب
دعاء محمود فارس الجراح
المشرف
رائد محمد ابراهيم بنات
المشرف المشارك
اعضاء لجنة المناقشة
محمد محمود فارس الحراحشة
أيمن يحيى إسماعيل حمودة
الكلية
كلية العلوم
القسم
الكيمياء
الملخص بالعربية
أُجريت اختبارات بشأن كيفية تأثير إضافة البوزولانا على خواص البولي ستيرين الميكانيكية والحرارية وامتصاص المياه. وفي هذه الدراسة، التي تركز على البوليمرات المركبة المصنوعة من خليط البوزولانا و البولي ستايرين الذي حُضر لأول مره، استخدمت مخاليط وزنية مختلفة من البولي ستيرين لصنع عينات اختبارية . وقد استخدمت هذه المزائج في نسب الوزن التالية: صفر ، و5%، و10 %، و15%، و20 %، و25 % و 30% من البوزولانا. تم استخدام آلة البثق ذات اللولب المزدوج المتوازية لمعالجة عينات من المواد المركبة. تم استخدام آلة اختبار عالمية كهربائية يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر (WDW-5) وجهاز اختبار تأثير Izod الرقمي لتقييم الخواص الميكانيكية. تم أيضًا فحص الخصائص الحرارية والامتصاص المائي لعينات البوليمر المركبة باستخدام قياس السعرات الحرارية التفاضلية (DSC) والتحليل الحراري الوزني (TGA). انخفضت قوة تأثير مصفوفة بوليمر البولي ستيرين بعد إضافة البوزولانا، لتصل إلى 3.2 J/m لـ 30% POZZ/PS مقابل 47 J/m لـ PS النقي. تم تقييم إجهاد الشد عند الاستطالة وإجهاد الشد عند الانقطاع في مركبات POZZ/PS. عندما تمت إضافة POZZ إلى PS النقي، انخفضت هذه الخصائص بشكل مستمر. بالنسبة لإجهاد الشد عند الاستطالة، انخفضت القيمة بشكل مستمر من 50.6 ميجا باسكال لـ PS النقي إلى 12.8 ميجا باسكال ل30% POZZ/PS. بالنسبة لإجهاد الشد عند الانقطاع كانت القيمة 21.4 ميجا باسكال للـ PS النقي وانخفضت تدريجيًا إلى8.8 ميجا باسكال لـ 30% POZZ/PS. أظهرت سلوكيات الإجهاد الانحنائي الأقصى اتجاهاً مختلفاً. زادت هذه القيمة عند إضافة POZZ حتى 15%، لتصل إلى 357 MPa مقارنةً بـ 78 MPa للـ PS النقي. بعد هذه النقطة، انخفض الإجهاد الانحنائي إلى 181 MPa عند 30% POZZ. بالنسبة للـ PS النقي، تم قياس معامل الانحناء عند أدنى قيمة وهي 4.0 GPa. وزادت هذه القيمة إلى 80 GPa عند محتوى POZZ بنسبة 15%، ثم انخفضت إلى 53 GPa عند 30% POZZ. أظهرت إجهاد القوة القصوى أن PS النقي كانت 0.3% وزادت إلى 0.5% عند 15% POZZ. أشارت تحليلات DSC إلى زيادة طفيفة بمقدار 2 درجة مئوية في درجة انتقال الزجاج Tgمع إدخال 30 وزن% من POZZ. وأظهرت تحليلات التحلل الحراري أن استقرار PS الحراري تحسن مع زيادة محتوى POZZ، كما يتضح من ارتفاع درجة حرارة التحلل التي لوحظت في رسوم TGA البيانية. أدى إضافة POZZ إلى مصفوفة بوليمر PS إلى تحسين استقراره الحراري، مما يشير إلى أن مركبات POZZ/PS تظهر مقاومة حرارية محسنة. علاوة على ذلك، أدى الإدخال الأولي لـ POZZبنسبه اعلى من 25% إلى تعزيز قدرة البوليستيرين لامتصاص الماء
الملخص بالانجليزي
 Research was conducted to examine the impact of adding pozzolana (POZZ) on the mechanical, thermal, and water absorption properties of polystyrene (PS). This study represents a pioneering effort in the creation of polymer composites, utilizing polystyrene (PS) as the matrix and POZZ as the filler for the first time, involved creating test samples with various mass percent mixtures of PS in the following weight ratios: 0, 5,10,15,20,25 and 30% POZZ. A parallel co-rotating twin screw extruder was used to process the composite material samples. Mechanical properties were evaluated using a computer-controlled electric universal testing machine (WDW-5) and a digital Izod impact tester. Additionally, the thermal and water absorption properties of the composite polymer samples were analyzed using differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The impact strength of the PS polymer matrix decreased following the addition of POZZ, dropping to 3.2 J/m for 30% POZZ/PS compared to 12.4 J/m for neat PS. The tensile stress at yield and tensile stress at rupture were both assessed in POZZ/PS composites. The addition of POZZ to neat PS resulted in a continuous decrease in these properties. For tensile stress at yield, the value declined from 50.6 MPa for neat PS to 12.8 MPa for 30% POZZ/PS. Similarly, the tensile stress at rupture decreased from 35 MPa for neat PS to 8.8 MPa for 30% POZZ/PS. However, the behavior of the maximum flexural stress exhibited a different trend. It increased upon the addition of POZZ up to 15%, reaching 357 MPa compared to 78 MPa for neat PS. Beyond this point, the flexural stress decreased to 181 MPa at 30% POZZ. For neat PS, the flexural modulus was measured at the lowest value of 4.0 GPa. It increased to 80 GPa at a 15% POZZ content and then decreased to 53 GPa for 30% POZZ. The strain of maximum force shows that the neat PS is 0.3% and increases to 0.5% for 15% POZZ. DSC analysis indicated a slight increase of 2?C in the glass transition temperature with the introduction of 30 wt% POZZ. Thermal gravimetric analysis demonstrated that the thermal stability of PS was enhanced with increasing POZZ content, as evidenced by the higher decomposition temperature observed in TGA thermograms. The addition of POZZ to the PS polymer matrix improved its thermal stability, suggesting that POZZ/PS composites exhibit enhanced thermal resilience. Moreover, initial incorporation of more than 25% POZZ enhanced the water absorption capability of the PS polymer matrix
رقم ISN
9415
للحصول على الرسالة كملف يرجى تزويد المكتبة برقم ISN