کاربرد روش تاگوچی برای بهینه سازی خواص مکانیکی نانو کامپوزیت پلی وینیل کلراید- مونت موریلونیت

محورهای موضوعی : عملیات حرارتی

مریم فربودی ¹ (دانشگاه آزاد تبریز)
مسعود قاسمی ² (دانشگاه آزاد تبریز)

تاریخ دریافت : 1394/07/27 تاریخ پذیرش : 1394/09/30 تاریخ انتشار : 1394/09/01

کلید واژه: نانو کامپوزیت, تاگوچی, پلی وینیل کلراید, مونت موریلونیت, آنالیز استاندارد,

چکیده مقاله :

نانوساختار مونت موریلونیت به عنوان عامل تقویت‌کننده جهت بهبود خواص مکانیکی پلی وینیل کلراید، انتخاب گردید. نانو کامپوزیت پلی وینیل کلراید-مونت موریلونیت از طریق اختلاط مونت موریلونیت با محلول پلی وینیل کلراید تهیه گردید. روش طراحی آزمایش تاگوچی جهت تعیین شرایط بهینه تهیه نانوکامپوزیت بکار گرفته شد. اثر 5 فاکتور شامل درصد مونت موریلونیت، نوع حلال، روش اضافه کردن مونت موریلونیت، دمای خشک شدن فیلم و مدت زمان همزدن در سطوح مختلف بررسی گردید. حالت بهینه با به کارگیری روش آنالیز استاندارد تعیین گردید. نتایج مشخص کرد که سه فاکتور درصد مونت موریلونیت، نوع حلال و دمای خشک شدن در سطح اطمینان 95% معنی دار هستند. طیف‌سنجی FTIR و SEM برای مشخص کردن ترکیب و ساختار نانوکامپوزیت حالت بهینه مورد استفاده قرار گرفت. در آزمون دیگر، آنالیز گرماوزن سنجی (TGA) بهبود پایداری حرارتی نانوکامپوزیت را نشان داد.

منابع و مأخذ:

[1]       م. ابراهیمی و ر. خاکباز، "مبانی علوم وتکنولوژی پلی وینیل کلرید(پی وی سی)"، انتشارات دانشگاه صنعتی امیر کبیر، ایران، 1389.

 

[2]     Sarfraz, M.Warsi, M.Sarwar& M.Ishaq, “Improvement in tensile properties of PVC-montmorillonite nanocomposites through controlled uniaxial stretching”, Bulletin of Materials Science, Vol. 35, pp. 539-544, 2012.

 

[3]     Kalendova& et al, “Morphological study of PVC / montmorillonite nanocomposite”, nanokon, Olomouc, Czech Republic, 2010. 

 

[4]     F.Gong, M.Feng, C.Zhao, S.Zhang&  M.Yang, “Thermal properties of poly(vinyl chloride)/montmorillonite Nanocomposites”, Polymer Degradation and Stability, Vol. 84, pp. 289-294, 2004.

 

[5]     F.Gong, M.Feng, C.Zhao, S.Zhang& M.Yang, “Particle configuration and mechanical properties of poly (vinylchloride) / montmorillonite nanocomposites via insitu suspension polymerization”, PolymerTesting, Vol. 23, pp. 847–853, 2004.

 

[6]     D. I. J Sudarisman, “The effect of processing parameters on the flexural properties of unidirectional carbon fibre reinforced polymer (CFRP) composites”, Materials Science and Engineering A, Vol. 498, pp. 65–68, 2008.

 

[7]     Y.Wan, C.Xiong, J.Yu& D.Wen, “Effect of  processing parameters  on  electrical  resistivity  and thermo-sensitive properties of carbon-black/styrene–butadiene–rubber composite membranes”, Composites Science and Technology, Vol. 65, pp. 1769–1779, 2005.

 

[8]     F. D. P. Cota, T. H. Panzera, M. A. Schiavon, A. L. Christoforo, P. H. R. Borges, C. Bowen&  F. Scarpa, “Full factorial design analysis of carbon nanotube polymer-cement composites”, Materials Research, Vol. 15, pp. 573-580, 2012.

 

[9]     F. P. C. Oliveira, S. R. Cremm, G. H. S. Cruz&  J. M. Guilhermino, “Photostabilization of polystyrene/montmorillonite nanocomposite. A factorial experimental design 2⁴”, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 128, pp. 188–198, 2013.

 

[10] S. T. Olalekan, M. F. Alkathib, F. Yusof, Q. H. Shah&  S. A. Muyibi, “Effect of Processing Conditions in the Preparation of PP-Ternary Nanocomposite Using MWCNT as Secondary Filler”, Journal of Materials Science and Engineering, Vol. 5, pp. 139-144, 2011.

 

[11] S. S. Mahapatra&  A.Patnaik, “Study on mechanical and erosion wear behavior of hybrid composites using Taguchi experimental design Original Research Article”, Materials & Design, Vol. 30, pp. 2791-2801, 2009.

 

[12] T.Canel, A. U.Kaya& B. Çelik, “Parameter optimization of nanosecond laser for microdrilling on PVC by Taguchi method Original Research Article” Optics & Laser Technology, Vol. 44, pp. 2347-2353, 2012.

 

[13] E.Hakimian&  A. B. Sulong, “Analysis of warpage and shrinkage properties of injection-molded micro gears polymer composites using numerical simulations assisted by the Taguchi method”, Materials & Design, Vol. 42, pp. 62-71, 2012.

[14] R. Khoie, I. Maters&  D. T. Gethin, “Design optimization of aluminium recycling processes using Taguchi technique”, J Mater Process Technol, Vol. 127, pp. 96-106, 2002.

 

[15] ASTM D 638-99: Standard Test Method for Tensile Strength of Plastics, Annual Book of ASTM Standards, ASTM International,West Conshohocken, PA, 1999.

 

[16] A. Hasan, A. A. Hasan&  D. A. Umran, “AC electrical conductivity analysis of (PVC-PS) blend films”, International Journal of Application or Innovation in Engineering & Management (IJAIEM),Vol. 2, pp. 86-95, 2013.

 

[17] S. U. Adikary & D. D.Wanasinghe, ”Characterization of Locally available Montmorillonite clay using FTIR technique”, Annual Transactions of Institution of Engineers Sri Lanka, Vol. 1 – part B, pp 140-145,2012.

 

[18] K. W. Park  &J. H. Jung, “Preparation of Transparent PVC-Titanosilicate Nanocomposites by Interlamellar Silylation of Layered Titanosilicate”, J Inorg Organomet Polym, Vol. 22, pp.119–124, 2012.