عنوان الإطروحه |
Mechanical and Thermal Properties of Nano Zinc Oxide (ZnO) Filled Polystyrene Composites
|
تاريخ مناقشة الاطروحه |
2024-07-25 |
اسم الطالب |
تسنيم اكرم احمد الجيوسي
|
المشرف |
رائد محمد ابراهيم بنات |
|
المشرف المشارك |
|
اعضاء لجنة المناقشة |
| خلدون عبد خالد السعود |
| محمود سنجق |
|
الكلية |
كلية العلوم |
القسم |
الكيمياء |
الملخص بالعربية |
أُجريت تحقيقات بشأن كيفية تأثير إضافة مسحوق أكسيد الزنك النانوني على خواص البوليستيرين الميكانيكية والحرارية وامتصاص المياه. وفي هذه الدراسة، التي تركز على البوليمرات المركبة المصنوعة من مسحوق نانو أكسيد الزنك، استخدمت مخاليط كتلية مختلفة من البوليستيرين لصنع عينات اختبارية من التركيبات المركبة. وقد استخدمت هذه المزائج في نسب الوزن التالية: صفر ، و5 في المائة، و10 في المائة، و15 في المائة، و20 في المائة، و25 في المائة من أكسيد الزنك
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 خصائص الامتصاص الحراري والمائي لعينات البوليمر المركبة باستخدام قياس السعرات الحرارية التفاضلية (DSC) والتحليل الحراري الوزني (TGA).
انخفضت قوة تأثير مصفوفة بوليمر PS بعد إضافة ZnO، لتصل إلى 5 J/m لـ 25% ZnO/PS مقابل 12 J/m لـ PS النقي. تم فحص إجهاد الشد عند الخضوع وإجهاد الشد عند التمزق في مركبات ZnO/PS. عندما تمت إضافة ZnO إلى PS النقي، انخفضت هذه الخصائص بشكل مستمر. بالنسبة لإجهاد الشد عند الخضوع، انخفضت القيمة بشكل مستمر من 51 ميجا باسكال لـ PS الأنيق إلى 21 ميجا باسكال لـ 25% ZnO/PS. بالنسبة لإجهاد الشد عند التمزق كانت القيمة 35 ميجا باسكال للـ PS الأنيق وانخفضت تدريجيًا إلى 11 ميجا باسكال لـ 25% ZnO/PS.
ومع ذلك، كان سلوك الإجهاد الانثناءي الأقصى مختلفًا. وارتفعت بعد إضافة أكسيد الزنك بنسبة 10% لتصل إلى 88 ميجا باسكال مقابل 78 ميجا باسكال للPS النقي ثم انخفضت إلى 64 ميجا باسكال عند 25% أكسيد الزنك.
يوضح اختبار DSC أن إدخال 25% بالوزن من أكسيد الزنك أدى إلى زيادة طفيفة في درجة حرارة التزجج بمقدار 2 درجة مئوية. أظهرت الرسوم البيانية الحرارية لتحليل الوزن الحراري أن الثبات الحراري للـ PS قد تم تعزيزه بزيادة محتوى ZnO. يمكن اعتبار مركبات ZnO/PS مستقرة حراريًا، وفقًا لاختبار TGA، حيث أدت إضافة أكسيد الزنك إلى مصفوفة بوليمر PS إلى رفع درجة حرارة التحلل. بالنسبة لامتصاص الماء، تم تحسين قدرة مصفوفة البوليمر PS على امتصاص الماء عن طريق الإضافة الأولية لأكسيد الزنك
|
الملخص بالانجليزي |
Investigations were done on how adding ZnO nano powder affected polystyrene's (PS) mechanical, thermal, and water absorption properties. In this study, which focuses on polymer composite made from Zinc oxide nano powder, various mass percent mixtures of PS were used to make test samples from composite formulations. These mixtures were used in the following weight ratios: 0%, 5% 10%, 15%, 20% and 25% ZnO. Parallel co-rotating twin screw extruder was used to process samples of composite material. A computer-controlled electric universal testing machine (WDW-5) and a digital Izod impact tester were used to assess the mechanical properties. Thermal and water absorption characteristics of the composite polymer samples were also investigated by using differential calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA).
The impact strength of the PS polymer matrix decreased after the addition of ZnO, reaching 5 J/m for 25% ZnO/PS as opposed to 12 J/m for pure PS. Tensile stress at yield, tensile stress at rupture both have been examined in ZnO/PS composites. When ZnO was added to pure PS, these characteristics were continuously decreased. For tensile stress at yield the value dropped continuously from 51 MPa for neat PS to 21 MPa for 25% ZnO/PS. For tensile stress at rupture the value was 35 MPa for neat PS and gradually decreased to be 11 MPa for 25% ZnO/PS.
The behavior of the maximum flexural stress, however, was different. it increased after the addition of ZnO tell 10%, reaching 88 MPa as opposed to78 MPa for pure PS followed by decrease to be 64 MPa at 25% ZnO.
DSC test shows that the introduction of 25 wt% ZnO increased slightly the glass transition temperature by 2?C. Thermal gravimetric analysis thermograms showed that the thermal stability of PS was enhanced with increasing ZnO content. ZnO/PS composites can be thought of as thermally stable, according to TGA test adding Zinc oxide to the PS polymer matrix raised the decomposition temperature. For water absorption, The PS polymer matrix's ability to absorb water was improved by the initial addition of ZnO
|
رقم ISN |
9551 |
|
للحصول على الرسالة كملف يرجى تزويد المكتبة برقم ISN
|
|