نام پژوهشگر: محمد حسین نوید فامیلی

شبیه‏سازی اختلاط در محلولهای پلیمری امتزاج‏ناپذیر به کمک روش نگاشت جریان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی مهندسی 1389
  منصوره جمالزاده   محمد حسین نوید فامیلی

هدف از این پروژه یافتن روشی برای مدلسازی اختلاط سیستم‏های غیرهموژن همچون آمیزه‏های پلیمری امتزاج‏ناپذیر است. برای تحلیل و بهینه‏سازی فرآیندهای اختلاط نیازمند ابزارهای محاسباتی هستیم. روش تکرار نگاشت یکی از روشهای جدید بر پایه استفاده از ماتریس توزیع غلظت جرمی است. اما، این روش فقط به بررسی اختلاط سیستم‏های هموژن در هندسه‏های متفاوت جریان پرداخته است. در این پروژه، روش نگاشت برای مدلسازی اختلاط سیستم‏های غیرهموژن اصلاح شده است. با استفاده از اصول اولیه فرمولاسیون جدید نگاشت برای میدان جریان در یک ریومتر چرخشی، ذرات با محاسبه میدان جریان به روش حل عددی حجم محدود ردیابی شده‏اند. با اصلاح ضرایب معادله تفکیک شده میدان جریان، روش برای مدلسازی اختلاط سیالات امتزاج‏ناپذیر اصلاح شد. شبیه‏سازی اختلاط سیستم هموژن پلی‏اتیلن با دانسیته پایین مذاب با دو رنگ متفاوت و سپس دو سیستم غیرهموژن پلی‏اتیلن با دانسیته پایین/ پلی‏پروپیلن و پلی‏اتیلن با دانسیته پایین/ پلی‏استایرن توسط مدل ارائه ‏شده انجام شده است. برای آزمودن صحت مدلسازی انجام شده، چند آزمایش بر پایه هندسه جریان بالا طراحی شده است. نتایج برای سیستم هموژن نشان‏دهنده حرکت یکنواخت ذرات در راستای میدان جریان است و برای سیستم غیرهموژن نشان‏دهنده جدایش ذرات از سطح مشترک است. همچنین، در سیستم غیرهموژن پلی‏اتیلن با دانسیته پایین/ پلی‏پروپیلن، سرعت و مقدار جدایش بالاتری نسبت به سیستم غیرهموژن پلی‏اتیلن با دانسیته پایین/ پلی‏استایرن مشاهده شده است

بررسی اثر برهمکنش پرکننده-پرکننده بر خواص رئولوژیکی پلیمرهای پرشده با نانو سیلیکا
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی مهندسی 1388
  هژیر کورکی   محمد حسین نوید فامیلی

در این تحقیق اثر برهمکنش پرکننده-پرکننده بر خواص رئولوژیکی پلیمرهای پرشده با نانوسیلیکا بررسی شده است. بدین منظور مدلی بر اساس مدل های قبلی ارائه شده در این گروه تحقیقاتی ارائه شد. مبنای این مدل ساختارهای سه بعدی پرکننده ها است و این مدل برای پیش بینی خواص رئولوژیکی در درصدهای بالا برای بیان اثر برهمکنش ذرات با هم ارائه شده است. شاخص های این مدل خواص ترمودینامیکی اجزای سامانه هستند که قابل اندازه گیری و تخمین می باشند. این مدل تاثیر غلظت،میزان سطح و خواص سطحی پرکننده ها را می تواند پیش بینی کند. نتایج مدل نشان می دهد که اندازه ساختار سه بعدی پرکننده ها یا ضریب پخش، تابع اندازه و خواص سطحی ذرات نمی باشد و همچنین ضریب توزیع نیز تابع اندازه ذرات نمی باشد. برای اثبات این نتایج، روش رسوب گذاری پیشنهاد شد و نتایج بدست آمده از این آزمایش ها نتایج بدست آمده از مدل را اثبات می کند. از رسوب گذاری برای مطالعه ساختارهای سه بعدی و اندازه اولیه ذرات استفاده شده است. به همین منظور مدلی برای سرعت رسوب گذاری ارائه و اثبات گردیده است. برای تهیه نمونه ها مخلوط کنی با سرعت چرخش 15000 درو بر دقیقه جهت از هم پاشاندن ذرات نانو ، طراحی و ساخته شده است.

پیش بینی پیوسته نقطه تنظیم به منظور تصحیح کنترل فرآیند قالبگیری تزریقی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1389
  آزاده مرادی   محمد حسین نوید فامیلی

از آنجا که هدف از تولید محصول در هر فرآیندی از جمله قالبگیری تزریقی، رسیدن به کیفیت مطلوب است، کنترل فرآیند اجتناب ناپذیر می نماید. بنابراین متغیری از فرآیند که بیشترین تأثیر را بر روی کیفیت قطع? نهایی دارد باید تحت کنترل باشد. شدت جریان پلیمر، به عنوان مهمترین متغیر فرآیند محسوب می گردد، اگرچه اندازه گیری مستقیم آن امکان پذیر نبوده و باید از روش های دیگری که اکثراً شامل اندازه گیری فشار قالب و یا سرعت تزریق می باشد، نتیجه شود. در این کار، ابتدا روش محاسب? نمودار فشار قالب و سپس تابع پارامتری آن بر حسب متغیرهای گرانروی، شدت جریان ورودی به قالب و زمان، را مبتنی بر ساده سازی جریان پُر شدن قالب و تبدیل آن به مجموعه ای از اشکال هندسی ساده، ارائه کرده و سپس صحت نمودار فشار بدست آمده را برای یک نمونه قالب با نرم افزار مُلدفلو بررسی می کنیم. سپس روش جدیدی را جهت کنترل فشار قالب بر مبنای استفاده از داده های برگشتی دو متغیر، فشار قالب و شدت جریان پلیمر، جهت اطمینان پیدا کردن از کیفیت نهائی قطعه، پیشنهاد می-نماییم. در ادامه، شرط پیاده سازی عملی این روش کنترل پیشنهادی را که شامل جایگزینی متغیرهای فشار قالب و شدت جریان پلیمر به ترتیب با فشار هیدرولیک و سرعت تزریق می باشد، متذکر می شویم و در پایان درستی این روش را از طریق شبیه سازی مدار کنترلی آن در نرم افزار سیمولینک مورد بررسی قرار می دهیم. کلید واژه: قالبگیری تزریقی، کنترل فشار قالب، کنترل فشار هیدرولیک، کنترل سرعت تزریق، مقدار مرجع متغیر کنترلی.

مدل سازی عددی جریان چندفازی پلیمری در اکسترودرهای دوماردون
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1389
  آرش سرهنگی فرد   محمد حسین نوید فامیلی

یکی از دستگاه مخلوط کننده که بسیار در فرآیند های پلیمری مورد استفاده قرار می گیرد، اکسترودر های دوماردون است. هدف اصلی از این پایان نامه شبیه سازی اختلاط در داخل اکسترودرهای دو ماردون با استفاده از روش نگاشت است. این پایان نامه شامل دو بخش است: بخش اول شبیه سازی با دقت بالای میدان جریان سه بعدی با استفاده از روش المان محدود بسط یافته، و بخش دوم شبیه سازی اختلاط با استفاده از روش نگاشت است. برای محاسبه ماتریس نگاشت از ردیابی ذرات استفاده شده است. و در نهایت بهینه سازی اختلاط برای المان های مختلفی از پیچه ها با استفاده از روش نگاشت انجام شده است. دقت تجزیه و تحلیل اختلاط بستگی به دقت میدان سرعت دارد. شبیه سازی میدان سرعت در اکسترودرهای دو پیچه، تحت شرایط واقعی، هنوز هم با وجود تمام پیشرفت ها در روش های شبیه سازی در طول سال گذشته سختی ها و مشکلات زیادی دارد. برای حل معادلات بقاء دو مشکل اصلی وجود دارد: مشکل اول این است که ما یک هندسه متغیر با زمان (حرکت پیچه ها در داخل بارل) داریم که در این هندسه شکاف های بسیار باریکی بین پیچه ها و بارل وجود دارد. نرخ برش در این شکاف ها بالا است. استحصال میدان جریان و مشتقات آن بصورت خیلی دقیق نزدیک سطح پیچه ها و شکاف ها برای ردیابی ذرات دارای اهمیت است. چالش دوم این است که به علت ماهیت مذاب پلیمر، ویسکوزیته آن تابعی از مکان، میزان برش و درجه حرارت است. در این کار روش اجزاء محدود بسط یافته برای شبیه سازی جریان غیر نیوتنی استوکس در داخل اکسترودرهای دو پیچ ارائه شده است. و دقت و کارایی آن با روش بهینه سازی سیستماتیک مش و نتایج مش مرز پوشانی مقایسه شده است. نتایج در فضای دو بعدی و سه بعدی مقایسه شده اند. شبیه سازی و حتی بهتر بهینه سازی اختلاط با استفاده از روش های مبتنی بر ردیابی ذرات دور از واقعیت است (مانند محاسبات زمان اقامت و توزیع آن)، از آنجا که داده ها ی حجمی در دسترس نیستند. شایستگی روش نگاشت در کار های قبلی برای میکسرهای استاتیک ثابت شده است. در این پایان نامه روش نگاشت جریان (دارای داده های حجمی) برای شبیه سازی اختلاط برای المان های مختلف پیچه ها و همچنین بهتر بهینه سازی اختلاط در آنها، در فضای سه بعدی گسترش داده شده است. تغییرات گسترده ای روی روش نگاشت جریان برای مخلوط کننده های دینامیک (مانند اکسترودرها) به علت هندسه متغیر، اعمال شده است. آنالیز اختلاط سه بعدی برای المان های مختلف انتقال، برشی و اختلاط پیچه ها انجام شده است.

تهیه غشای نانوفیلتراسیون از آلیاژ pvc/pu و تبیین نقش افزودن نانو سیلیکا بر آن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1390
  زهرا مقصود   محمد حسین نوید فامیلی

در این پژوهش ساخت غشای نانوفیلتراسیون با استفاده از آمیزه پلی وینیل کلراید/پلی یورتان به روش رسوب دهی غوطه وری انجام شد. برای بررسی نحوه تشکیل ساختار غشا در مهمترین مرحله تشکیل ساختار یعنی مرحله غوطه وری، ترمودینامیک و سینتیک سامانه مورد استفاده جهت ساخت غشا بررسی شد. بررسی ترمودینامیک با تعیین منحنی نقاط ابری سامانه ضد حلال/حلال/پلیمر انجام شد. سنتیک تشکیل غشا با مدلسازی فرایند نفوذ انجام شد که امکان محاسبه زمان رسوب و کسر حجمی اجزای سامانه تشکیل دهنده غشا با زمان را فراهم ساخت. نتایج مدلسازی نشان داد ساختار غشا (به ویژه پوسته آن) در لحظات ابتدایی غوطه وری با پارامتر ضریب تفکیک ضد حلال کنترل می شود که خود منشأ ترمودینامیکی داشته و تابع بر هم کنش حلال-ضد حلال است. به این ترتیب مدل سینتیکی یاد شده پیش بینی کیفی ساختار غشا را با استفاده از داده های ترمودینامیکی و خواصی نظیر وزن مولکولی و چگالی اجزا امکان پذیر ساخت. نتایج مدلسازی نظری ساختار غشاهای تهیه شده از آمیزه پلی وینیل کلراید/پلی یورتان را شبیه به غشای تهیه شده از پلی وینیل کلراید پیش بینی می کرد. غشاهای ساخته شده از آمیزه دو پلیمر قادر بودند رنگ محلول در آب با وزن مولکولی g/mol 02/854 را 100% حذف کنند. یکسان بودن پس زنی رنگ در غشاهای تهیه شده، نتایج مدلسازی مبنی بر تشکیل ساختار پوسته غشا در لحظات اولیه غوطه-وری و متاثر بودن آن از بر هم کنش حلال-ضد حلال را تایید کرد؛ در حالی که نتایج آزمون تراوایی حاکی از وجود یک بیشینه در نسبت 25:75 (پلی وینیل کلراید:پلی یورتان) بود. به نحوی که مقدار شار آب خالص غشا در فشار 8 بار، l/m2hr 111 بود. عدم همخوانی بین نتایج مدل و آزمون تراوایی به اهمیت یافتن پدیده-های بین سطحی با تغییر در نسبت اجزای آمیزه نسبت داده شد. در بخش دیگری از این پژوهش ساخت غشای نانوکامپوزیت پلیمری با افزودن نانو ذرات سیلیکا به غشاهای پلی وینیل کلراید/پلی یورتان انجام شد. برای این منظور از دو نوع نانو ذره سیلیکای آبدوست و آبگریز استفاده و تاثیر آن بر ترمودینامیک تشکیل غشا و خواص تراوایی و پس زنی غشا بررسی شد. نتایج بررسی ترمودینامیکی نشان داد جدایش در سامانه حاوی نانو ذرات آبدوست سریع تر از سامانه حاوی نانو ذرات آبگریز صورت می گیرد. برای بررسی سینتیک تشکیل غشا با افزودن نانوذرات، از مدلسازی سینتیکی دو بعدی استفاده شد که برای اولین بار انجام شده است. نتایج این پژوهش نشان داد در غشای نانوکامپوزیت تهیه شده از پلی وینیل کلراید، شیمی سطح نانو ذره بسیار اهمیت دارد؛ به گونه ای که نانو ذرات سیلیکای آبدوست تراوایی غشا را افزایش داده و نانو ذرات آبگریز سبب کاهش آن می شوند. نتایج مدلسازی نظری در تطابق کیفی با نتایج حاصل از افزودن نانو ذرات آبگریز به غشا بود. نتایج حاصل از آزمون تراوایی نشان داد در مورد غشاهای تهیه شده از آمیزه پلی وینیل کلراید/پلی یورتان تاثیر نانو ذرات سیلیکا بر پدیده های بین سطحی، بیش از شیمی سطح نانو ذرات، تراوایی غشا را تحت تاثیر قرار می دهد.

ارائه فرمولاسیونی مناسب برای تولید فیلم های ضد رادار پر شده توسط نانو ذرات
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اراک - دانشکده مهندسی 1391
  احسان آقاجری   صادق مرادی

امروزه تقاضا برای مخفی کردن ادوات خودی از دید رادارهای شناسایی دشمن و نیز رفع مشکلات ناشی از تداخل امواج الکترومغناطیس ( emi ) به شکل فزاینده ای در حال رشد است. در این پژوهش فرمولاسیونی مناسب از یک کامپوزیت حاوی نانو ذرات برای ساخت فیلم های پلیمری ضدرادار ارائه شده است. این کامپوزیت علئ رغم دارا بودن وزن کم، خواص جذبی خوبی دارد. برای این منظور نخست مبانی نظری در زمینه رادار ( امواج الکترومغناطیس ) و پوشش های ضدرادار مورد مطالعه قرار گرفت. سپس به بررسی مطالعات و پژوهش های صورت گرفته در زمینه جاذب های امواج الکترومغناطیسی پرداخته شد. ما در این پژوهش از نانو ذرات اکسید روی، اکسید آهن، نانو گرافیت و نانو لوله کربنی چند دیواره با درصد های وزنی مشخص استفاده کردیم. در ادامه با ترکیبی از روش های محلولی و مذاب انواع نانوکامپوزیت با پخش های متفاوت از پرکننده با مناسب ترین ضخامت که 2 میلیمتر می باشد تهیه شد. از نمونه ها آزمون های جذب، عبور و انعکاس موج رادار در دو حالت پشت فلز و بدون پشت فلز در رنج فرکانسی 5 تا 8 گیگا هرتز گرفته شد. نانو کامپوزیت حاوی 5/2 درصد وزنی نانو لوله کربنی ( پخش شده بوسیله هموژنایزری با 10000 دور بر دقیقه در زمینه پلی استایرن ) با ضخامت 2 میلیمتر بیشترین میزان جذب و پهنای باند جذب و کمترین میزان عبور و انعکاس موج را از خود نشان داد. هر چه پخش نانو ذرات بهتر شد میزان جذب و پهنای باند جذب افزایش و میزان عبور و انعکاس از نانو کامپوزیت کمتر شد بطوریکه حتئ تغییرات بسیار اندک در پخش نانو ذرات بر میزان جذب، عبور و انعکاس موج رادار از نانو کامپوزیت ها اثرات ملموسی گذاشت.

بررسی اثر ساختار سلولی بر خواص جذب راداری ابرهای نانوکامپوزیتی پایه پلیمری
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی شیمی 1392
  مازیار سلطانی الکوه   محمد حسین نوید فامیلی

جاذب¬های راداری پایه پلیمری با وزن کم، پهنای باند، بسامد جذب قابل تنظیم و چند عاملی بودن جاذب‏های ایده¬آلی محسوب می¬شوند. در این جاذب¬ها اثر ساختار سلولی ابرها کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش به بررسی اثر ساختار سلولی (شکل¬شناسی، اندازه و چگالی سلول) بر خواص جذب و انعکاس امواج الکترومغناطیس ابرهای جاذب در باند x پرداخته شد. در گام نخست سامانه ابرسازی با قابلیت‏ کنترل و تکرارپذیری بالا طراحی و ساخته شد. سپس فرآیند ابرسازی نمونه¬‏ها با درصدهای مختلف نانولوله‏ کربن که به روش انعقاد ساخته شدند، در شرایط عملیاتی هدف انجام شد. بررسی خواص نشان داد که ابرسازی در همه نمونه¬های خالص و حاوی نانوذره باعث کاهش چشمگیر انعکاس می¬شود. افزایش درصد جذب در اثر ابرشدن پلی¬متیل متاکریلات خالص که هیچ عامل اتلافی ندارد و تاثیر ساختار سلولی بر خواص جذبی از نتایج جالبی بود که بدست آمد.

تهیه غشا از جنس پلی یورتان با فرآیند وارونگی فازی به کمک سیال فوق ‏بحرانی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی شیمی 1393
  محسن ایزدی   محمد حسین نوید فامیلی

وارونگی فازی از مهمترین روش‏هایی است که در ساخت غشاهای متخلخل پلیمری استفاده می‏شود. این فرآیند از مهمترین روش‏های ساخت غشاهای نامتقارن نیز می‏باشد. این روش بر مبنای تبادل حلال-غیرحلال استوار است و عوامل مختلفی بر ساختار غشا تاثیر گذارند که با تغییر در این عوامل می‏توان ساختار غشا را از کاملاً حفره‏باز متخلخل به چگال تغییر داد. استفاده از گاز دی‏اکسیدکربن به عنوان غیرحلال به دلیل مزایایی که نسبت به غیرحلال‏های مایع دارد، اخیرا مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش از گاز دی‏اکسیدکربن به عنوان غیرحلال برای ساخت غشا پلی‏یورتان گرماسخت استفاده شد. در این راستا شرایط مناسب به منظور ساخت غشا تعیین شد و سپس تاثیر نسبت‏های pol/ce و nco/oh و همچنین غلظت پلیمر بر مشخصات ساختاری غشا از جمله اندازه، چگالی و توزیع سلول‏ها بررسی شد. بر اساس نتایج، زمان ریخته‏گری مناسب، زمانی پیشنهاد گردید که اثر وایزنبرگ در حین سنتز مشاهده شد. حداقل زمان تحت فشار مناسب به منظور دستیابی به غشای یکدست 120 دقیقه تعیین گردید. دمای ریخته‏گری نیز سازوکار جدایی فازی و ضخامت لایه چگال را تحت تاثیر قرار داد و مشاهده شد که با تغییر دمای ریخته¬گری از 55 به 35 درجه سانتی‏گراد، سازوکار جدایی فازی از اسپینودال به هسته‏گذاری و رشد و ضخامت لایه چگال از µm 6/77 به µm 1/43 تغییر کرد. با تغییر نسبت pol/ce خواص ترمودینامیکی و سینتیکی سامانه تحت تاثیر قرار گرفت. کاهش نسبت pol/ce باعث شد اندازه سلول‏ها کوچک‏تر و یکنواخت‏تر شود و میزان تخلخل افزایش یابد. تغییر نسبت nco/oh نیز بر مشخصات ساختاری غشا تاثیر گذار بود و به طور کلی افزایش این مقدار باعث شد سازوکار هسته‏گذاری و رشد بر سامانه غالب گردد.

طراحی و ساخت کنترلر با دو مرجع برای کنترل آنی فرآیند قالب گیری تزریقی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی پلیمر 1392
  مهدی غفاری   محمد حسین نوید فامیلی

از آنجا که هدف از تولید محصول در هر فرآیندی از جمله قالبگیری تزریقی، رسیدن به کیفیت مطلوب است، کنترل فرآیند امری الزامی است. بنابراین متغیری از فرآیند که بیشترین تأثیر را بر روی کیفیت قطع? نهایی دارد باید تحت کنترل باشد. شدت جریان پلیمر، به عنوان مهمترین متغیر فرآیند محسوب می گردد، اگرچه اندازه گیری مستقیم آن امکان پذیر نبوده و باید از روش های دیگری که اکثراً شامل اندازه گیری فشار قالب و یا سرعت تزریق است، کنترل شود. در این تحقیق پارامتر دمای مذاب به کمک کنترلر pid با ضرایب خود تنظیم کنترل شد همچنین برای کنترل فشار هیدرولیک، کنترلری با یک جزء پیش خور به همراه کنترلر pid با ضرایب خود تنظیم طراحی شد و در نهایت برای کنترل شدت جریان ورودی به قالب از تئوری پیشنهادی توسط تیم فایملی و بر اساس ورودی فشار هیدرولیک و سرعت تزریق انجام گرفت. نتایج نشان داد که کنترل فشار به درستی توانست نقطه تنظیم را رهگیری نماید و از سرعت و پایداری مناسبی برخوردار بود و از طرفی تئوری ارائه شده توسط تیم فامیلی نیز توانست رهگیری مناسبی از شدت جریان ورودی به قالب دنبال کند.

بررسی تجربی و نظری رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی آمیزه های رویه ی تایر پرشده با نانو ذرات سیلیکا، به منظور پیش بینی اتلاف انرژی غلتشی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی شیمی 1393
  علی صمدی   محمد حسین نوید فامیلی

به منظور پیش بینی اتلاف انرژی غلتشی آمیزه های رویه ی تایر، مدلی جامع برای رفتار ویسکوالاستیک غیر خطی لاستیک های پرشده ارائه شد و بر مبنای آن مدل ریاضی متناظر توسعه داده شد. در این مدل، برهمکنش های پلیمر-پلیمر در فاز میانی بین پلیمر و پرکننده و/یا محبوس بین خوشه های پرکننده، پلیمر-پرکننده در سطح مشترک و پرکننده-پرکننده در شبکه ی مستقیم خوشه های پرکننده، نقش متفاوتی بر رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی در سامانه های مختلف کامپوزیتی دارند. نقش هر یک از این برهمکنش ها در لاستیک استایرن بوتادی ان آمیزه کاری شده با روش های اختلاط محلولی و مذاب، پخت نشده و پخت شده با سامانه ی پخت گوگردی بررسی شد. برای اندازه گیری اتلاف انرژی غلتشی لاستیک، دستگاهی ابداع شد. اتلاف انرژی غلتشی اندازه گیری شده، با اتلاف انرژی غلتشی محاسبه شده از جایگذاری خواص ویسکوالاستیک خطی در معادله ی مشخصه ی خطی، خواص ویسکوالاستیک غیر خطی در معادله ی مشخصه‎ی خطی و مدل سازی رفتار ویسکوالاستیک غیر خطی در معادله ی مشخصه ی غیر خطی، مقایسه شد. نشان داده شد که دینامیک زنجیرهای لاستیک در فاز میانی و محبوس بین خوشه های نانوسیلیکا و برهمکنش زنجیرهای لاستیک در سطح مشترک با نانوسیلیکا، نقش موثری بر رفتار ویسکوالاستیک غیر خطی و اتلاف انرژی غلتشی لاستیک های پرشده دارند که متاثر از خواص و رفتار پرکننده های تقویتی همچون سیلیکا است. برهمکنش زنجیرهای لاستیک در سطح مشترک با اندازه های مختلف خوشه های نانوسیلیکا متفاوت بود و ثابت شد که پایداری اتصالات حاصله در سطح مشترک نسبت به زمینه ی لاستیکی، نقش مهمی بر رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی دارند. ایجاد اتصالات پایدار شیمیایی سیلان دوعامله در سطح مشترک زنجیرهای لاستیکی با نانوسیلیکا، رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی و اتلاف انرژی غلتشی را کاهش داد. توزیع دوگانه ی اندازه ی خوشه های نانوسیلیکا در لاستیک، موجب بروز رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی دوگانه شد. تجمع های بزرگتر و کوچکتر از 100 نانومتر خوشه های نانوسیلیکا در لاستیک، به ترتیب اتلاف انرژی دینامیک در دامنه ی کرنش های کمتر و بیشتر از 15 درصد را افزایش دادند. استفاده از مدل سازی رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی در معادله ی غیرخطی، اتلاف انرژی غلتشی را دقیق تر از روش های خطی پیش بینی کرد.

خواص صوتی سامانه ماندگار بتن ژئوپلیمری نانو ساختار حاوی ضایعات لاستیک
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی شیمی 1391
  مرجان گندمان   مهرداد کوکبی

در زندگی روزمره ما، سرو صدا یکی از مهم ترین منابع آلودگی است. برای حذف یا حداقل کم کردن آن، از موانع بتنی به عنوان موانع صوتی در بزرگراه ها استفاده می شود. در ساخت بتن از سیمان پرتلند معمولی(opc) به عنوان حامل استفاده می شود که ضمن مصرف انرژی زیاد در حین تولید، گاز 2 coآزاد می کند. بتن سیمانی، چه به لحاظ مصرف انرژی و چه از نظر گازهای گلخانه ای نمی تواند به عنوان ماده ای ماندگار محسوب شود. در این پژوهش از حامل ژئوپلیمر نانو ساختار به عنوان جایگزین opc با عنایت به خواص مکانیکی خوب و مزایای زیست محیطی استفاده می شود. حامل های ژئوپلیمری 80% کمتر 2co نسبت به opc تولید می کنند. به علاوه استفاده از لاستیک ضایعاتی در تولید موانع صوتی می تواند به رفع هر دو مشکل دفن ضایعات لاستیکی و آلودگی صوتی کمک کند. بدین ترتیب، بتن جدیدی بر پایه ژئوپلیمر متاکائولینیت حاوی لاستیک ضایعاتی پیشنهاد می شود که به عنوان مانع صوتی نقش ایفا کند. نتایج نشان می دهد نسبت مولی بهینه برای ساخت بتن ژئوپلیمری با استحکام بالا، 7/3 =3 o2al/ 2sio ، 22/ = na2o/sio2 و 18= h2o/na2o است. تصویر میکروسکوپی sem نانوساختاری با همگنی زیادی برای ژئوپلیمر بر پایه متاکائولینیت با این نسبت های مولی نشان می دهد. در این تحقیق برای بررسی رفتار صوتی بتن ژئوپلیمر نانوساختار/ضایعات لاستیک، پودر ضایعات لاستیک با نسبت 2 تا 14 درصد وزنی جایگزین سنگدانه شد. بتن ژئوپلیمرنانوساختار/ضایعات لاستیک افت انتقال صوت بالاتر، جذب صوت بهتر و استحکام فشاری بیشتری نسبت به بتن معمولی نشان می دهد. همچنین نتایج نشان می دهد ضریب کاهش صوت (nrc)، با افزایش درصد لاستیک جایگزین شده، افزایش می یابد. بتن ژئوپلیمرنانوساختار/ضایعات لاستیک حاوی 6 درصد وزنی لاستیک با افت انتقال db17/44 و درصد ضریب جذب 25/14و استحکام فشاریmpa 33 به عنوان ترکیب بهینه برای ساخت مانع صوتی پیشنهاد می شود