بررسی تاثیر نانو ذرات رس بر میزان میرایی و جذب آکوستیکی شبکه های پلیمری در هم نفوذ کرده (IPNs) بر پایه ترکیبات پلیمری پلی یورتان و اپوکسی
Effect of Clay Nanoparticles on Damping and Acoustic Absorption Rate of Interpenetrating Polymer Network Based on Polyurethane and Epoxy
مجریان: غلامرضا مرادی
خلاصه روش اجرا: خلاصه روش اجرا: این پژوهش ازنوع مطالعه کاربردی می باشد.با کمک طرح آزمایشی(Experimental Design) تعداد مولفه های موثر در ساخت و طراحی شبکه های پلیمری در هم نفوذ کرده هیبریدی بررسی و محاسبه خواهد شد. داده های حاصل طرح آزمایش با کمک نرم افزارهای تحلیل داده ها و شبیه سازی تجزیه و تحلیل و بحث خواهد شد.در این پژوهش از یک سری از شبکه های پلیمری در هم نفوذ کرده (IPNS) متشکل از پلی اورتان و اپوکسی PU/EP IPNs همراه با نانو ذرات رس جهت بهبود خواص حرارتی ،دینامیکی، میرایی و جذب صوت در جاذب صوتی سنتزی استفاده خواهد شد. سپس بر اساس متغییرهای که شامل مقدار PU در سه سطح (70,50,30)،EP در سه سطح سطح(30,50,70) و نانوفیلر در پنج سطح (0.5,0.9,1.2 0.3,0.1) با استفاده از تکنیک آماری ANOVA مورد آنالیز قرار خواهد گرفت. مشخصات IPN با استفاده از تکنیک های مدرن مختلف از قبیل خواص حرارتی (وزن سنجی گرمایی ،تعیین دمای انتقال پلیمرها)، آنالیز به روش دینامیک –حرارتی (دینامیکی مکانیکی)، تعیین خواص فیزیکی (تعیین دانسیته پلیمرها)، آزمون EDAX / SEM جهت مطالعات میکروسکوپی ریزساختاری و بررسی میزان و نحوه پراکنش فیلر نانو ذرات رس و از آزمون های متد اشباع سیال و مقاومت نشتی به ترتیب جهت بررسی دانسیته سطحی و اندازه گیری مقاومت در برابر جریان هوا فوم های سنتزی استفاده خواهد داشت. در نهایت تاثیر حضور نانو ذرات رس بر خواص میرایی آکوستیکی فوم های PU/EP IPN بررسی و دلایل بهبود یا عدم بهبود ضریب جذب صوتی در فوم های PU/EP IPN/Clay بررسی می شود.
اطلاعات کلی طرح 
| مرحله جاری طرح | خاتمه قرارداد و اجرا |
| کد طرح | 62759 |
| عنوان فارسی طرح | بررسی تاثیر نانو ذرات رس بر میزان میرایی و جذب آکوستیکی شبکه های پلیمری در هم نفوذ کرده (IPNs) بر پایه ترکیبات پلیمری پلی یورتان و اپوکسی |
| عنوان لاتین طرح | Effect of Clay Nanoparticles on Damping and Acoustic Absorption Rate of Interpenetrating Polymer Network Based on Polyurethane and Epoxy |
| نوع طرح | گرنت پژوهشی |
| اولویت طرح | ایمنی شغلی و ارگونومی |
| نوع مطالعه | مطالعات علوم پایه (Experimental) |
| تحقیق در نظام سلامت | خیر |
| آیا طرح پایاننامه دانشجویی است؟ | خير |
| مقطع پایان نامه | |
| مدت اجرا - ماه | 12 |
| نوآوری و ضرورت انجام تحقیق | امروزه کنترل صدا ابعاد وسیعتری به خود گرفته، چنانچه در کشورهای اروپایی بیشتر محققان دانشگاهی و متخصصین کنترل آلودگی صوتی با توجه به عوارض قطعی و غیر قابل جبران سروصدا بر جامعه و محیط¬های صنعتی به دنبال یافتن راهکارهایی جهت کاهش و کنترل صدا در منبع و مسیر انتشار صوت می باشند. طبق آمار سازمان جهانی تعداد افرادی که در سراسر دنیا دچار کاهش شنوایی می باشند از 120 میلیون نفر در سال 1995 به 250 میلیون نفر در سال 2004 افزایش یافته است. چنان که در منابع علمی مختلف و تحقیقات بسیاری که در خصوص بررسی و ارزیابی اثرات سوء صدا و ارزیابی علائم و عوارض آبجکتیو و سوبجکتیو آن بر شاغلین صنایع پر صدا بعمل آمده، حاکی از آن است عوارض بسیاری از قبیل تغییرات موقت و دائم آستانه شنوایی، ایجاد کم شنوایی حسی – عصبی ، ایجاد مشکلات روحی و روانی، افزایش فشار خون، تاثیر منفی بر پارامترهای فیزیولوژیک از قبیل درجه حرارت بدن، افزایش ضربان قلب، اثر بر سیستم گوارشی و دستگاه گردش خون، ایجاد استرس و بسیاری از عوارض دیگر را می¬توان ناشی از تماس طولانی مدت با عامل زیان آور صدا نام برد. با عنایت به مطالب بالا و به منظور پیشگیری از بروز مشکلات ناشی از مواجهه با صداهای صنعتی و غیر صنعتی، طراحی سامانه¬ها یا روش های مختلف کنترل صدا و حذف این آلاینده امری بسیار ضروری به نظر می¬رسد. از جمله منابع مهم که در ایجاد سر وصدای تجهیزات در فرکانس¬های پایین نقش دارند شامل موتورهای احتراقی داخلی (IC) ، کمپرسورها، فن ها و دمنده¬ها، ترانسفورماتورهای برقی و سیستم تهویه و ... می باشند. با هدایت امواج صوتی به درون مواد جاذب ، انرژی صوتی سبب ارتعاش الیاف مواد جاذب شده و تبدیل به انرژی گرمایی می شود. با پیشرفت تکنولوژی در ساخت تجهیزات مدرن به خاطر ایجاد امواج فشار صوتی بالاتر، نیازهایی در جهت تحقیق بر روی بهبود مواد جاذب صوت به منظور راحتی بشر ضروری به نظر می¬رسد. در حال حاضر در داخل کشور از عایق های حرارتی از قبیل پشم شیشه، پشم سنگ و آزبست به عنوان جاذب های صوتی استفاده می¬شود که دارای معایبی نظیر 1-خاصیت ایجاد حساسیت پوستی و آسیب به سیستم تنفسی و بروز بیماریهای ناشی از کار در برخی از جاذب های صوتی غیرپلیمری 2- الیاف آزبستوز که منجر به آسیب سیستم تنفسی ،ترومای فیزیکی، دیس پنه، سیتوتوکسی و نقص در عملکرد سیستم پولموناری میشود.3-خاصیت پخش شوندگی سریع و آسان بعضی از جاذب های صوتی غیرپلیمری در محیط و ایجاد آلودگی زیست محیطی 4- بروز آلودگی هوای محیط کار درکارخانجات تولید کننده بعضی از جاذب های صوتی غیرپلیمری 5-وجود اکسیدهای فلزی (Al2o3، B2O3، CaO، Tio2، MgO) در ساختار شیمیایی پشم شیشه و پشم سنگ 6-درصد جذب رطوبت بالا و ایجاد فشردگی بیش از حد و کاهش تدریجی ضریب جذب صوت و ثابت نبودن خاصیت جذب صوتی جاذب های صوتی غیر پلیمری در کل دوران بهره برداری می باشند. با توجه به مشکلات و محدودیت هایی ایجاد شده توسط مواد غیرآلی بعنوان مواد جاذب صوت، در سالهای اخیر مواد آلی جایگزین مواد معدنی شده و بیشتر در جاذب ¬های صوتی کاربرد پیدا کرده¬اند. پلیمرهای ویسکوالاستیک خواص مکانیکی فوق العاده از جمله استحکام زیاد، سفتی - جرم بالا و جذب انرژی بویژه در زمینه عایق سازی آکوستیک و حرارت دارند. درک رفتارهای میرا کننده و الاستیک در پلیمرها نقش مهمی در جذب انرژی صوتی و ارتعاشی دارد. توانایی پلیمرها در تبدیل انرژی صوتی و ارتعاشی به انرژی گرمایی به محدوده دمای ترانسیزاسیون شیشه ای بستگی دارد. دمای ترانسیزاسیون شیشه ای را می توان با استفاده از روشهای مختلفی از قبیل روش کوپلیمریزاسیون، پیوند پلیمری و تشکیل شبکه های پلیمری در هم نفوذ کرده (IPN) و استفاده از نانو ذرات افزایش داد. از اینرو با توجه به موارد یاد شده و با هدف ساخت جاذب های صوتی بر پایه مواد پلیمری ، ابتدا پس از انجام تحقیقات در مجلات علمی و پژوهشی داخلی و خارجی و همچنین مراکز دانشگاهی و تحقیقاتی مشخص گردید سابقه ای در داخل کشور در این زمینه وجود نداشته و صرفا یک مورد فعالیت پژوهشی در ساخت جاذب صوت که مربوط به خود نویسنده این پروپزال است انجام شده که متفاوت از طرح پیشنهادی است، از اینرو در بررسی حاضر تلاش گردید نسبت به ساخت جاذب های صوتی بر پایه ترکیبات پلیمری پلی یورتان و اپوکسی اصلاح شده با نانو ذرات رس با توجه به خصوصیات مورد استفاده اقدام گردد. |
| اهداف اختصاصی | هدف شماره 1- سنتز پیش پلیمر پلی اورتان( PU) و اپوکسی -سنتز نانو کامپوزیت PU/EP IPN, Nano Clay -تعیین نانو ساختار شبکه­های پلیمری سنتزی با استفاده از آزمون­های XRD و SEM -تعیین دمای انتقال شیشه ای IPNS با استفاده از آزمون کالریمتری پوشش تفاضلیTGA -تعیین فاکتور افت (tan δ تعیین ضریب جذب صوتی IPNسنتزی درفرکانس های اوکتاو باند |
| چکیده انگلیسی طرح | ,This research is an applied study. With the help of experimental design, the number of effective components in the construction and design of hybrid interpenetrated polymer networks will be investigated and calculated. The data obtained from the experimental design will be analyzed and discussed with the help of data analysis and simulation software. In this research, a series of interpenetrated polymer networks (IPNS) consisting of polyurethane and epoxy PU/EP IPNs along with clay nanoparticles will be used to improve the thermal, dynamic, damping and sound absorption properties in synthetic sound absorbers. Then, based on the variables including the amount of PU at three levels (70,50,30), EP at three levels (30,50,70) and nanofiller at five levels (0.5,0.9,1.2 0.3,0.1) will be analyzed using the ANOVA statistical technique. IPN characteristics will be characterized using various modern techniques such as thermal properties (thermal gravimetry, determination of polymer transition temperature), thermal-dynamic analysis (mechanical dynamics), determination of physical properties (determination of polymer density), EDAX/SEM test for microscopic microstructural studies and investigation of the amount and distribution of clay nanoparticle filler, and fluid saturation method and leakage resistance tests will be used to investigate the surface density and measure the resistance to airflow of synthetic foams, respectively. Finally, the effect of the presence of clay nanoparticles on the acoustic damping properties of PU/EP IPN foams will be investigated and the reasons for the improvement or lack of improvement in the sound absorption coefficient in PU/EP IPN/Clay foams will be investigated. |
| کلمات کلیدی | شبکه های پلیمری در هم نفوذ کرده (IPN): IPN گروه جدیدی از ترکیبات پلیمری به فرم شبکه هستند که در آن حداقل یک جزء پلیمریزه و یا در حضور پلیمر دیگر اتصال شبکه¬ای می شوند. آزمون گرمایی مکانیکی دینامیکی: آنالیز دینامیکی- مکانیکی گرمایی، رفتار ویسکوالاستیک ماده را بررسی می کند به عبارتی هر گونه تغییری در حرکت مولکولهای نمونه را در اثر افزایش یا کاهش حرارت آشکار می ¬سازد. فاکتور افت (tanδ): tan δ نسبت اتلاف انرژی ارتعاشی به ماکزیمم انرژی ذخیره شده را نشان می¬دهد و به صورت نسبت افت مدول (E) به مدول ذخیره (E) تعریف می شود. دمای انتقال شیشه ای: حداقل دمایی که در آن در کنفورماسیون پلیمر تغییر ایجاد می شود دمای انتقال شیشه ای یا Tg می نامند. شکل فضایی زنجیره های یک پلیمر را اصطلاحا کنفورماسیون می نامند. |
| ذینفعان نتایج طرح | صنایع همان طور که می دانیم دومین نوع آلودگی در کشور ما ، آلودگی صوتی است. بنابراین با طراحی و ساخت جاذب های صوتی پلیمری جهت جذب صدا بویژه صداهای فرکانس پایین ، می توان در بسیاری از صنایع در جهت کاهش صدای ورودی و خروجی از موتورهای درون سوز، کاهش صدای ورودی و خروجی فن¬ها، کمپرسورها و توربینها و کاهش صدا و جلوگیری از تداخل با مکالمه در تجهیزات استفاده نمود. |
اطلاعات مجری و همکاران
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح |
|---|---|
| غلامرضا مرادی | مجری اول (اصلی-هیات علمی) |
| سعید موسوی | همکار اصلی |
| یحیی رسول زاده | همکار اصلی |
اطلاعات تفضیلی
| حوزه خبر | خبر |
|---|---|
| رسانه ها و مردم | عنوان خبر متن خبر |
| متخصصان و پژوهشگران | عنوان خبر استفاده از نانو ذرات رس منجر به خواص جذب صوتی در جاذب های پلیمری پلی یورتان شد.متن خبر یکی از روشهای کنترل صدا استفاده از مواد جاذب صدا (بخصوص فوم های پلیمری ) می¬باشد. در سال¬های اخیر نانو کامپوزیت¬های پلیمری بویژه شبکه های پلیمری در هم نفوذ کرده به دلیل بهبود خواص پلیمرها مورد توجه قرار گرفته است. کامپوزیت های پلیمری با ساختار شبکه های پلیمری در هم نفوذ کرده (IPN) به خاطر خواص بالای ویسکوالاستیک، در محدوده دمای انتقال شیشه ای بطور گسترده ای بعنوان مواد میرا کننده صوتی و ارتعاشی استفاده می شوند. نتایج این مطالعه نشان داد با مقایسه افت انتقال صدا و ضریب جذب صوت در نانوکامپوزیت پلی یورتان و اپوکسی به شکل IPN حاوی نانو مواد، ضریب جذب صوتی افزایش و افت انتقال صدا کاهش یافت. با تغییر ترکیب مواد و مقدار مواد افزودنی نانو مواد، امکان انتخاب هدفمند از مواد میرا کننده صوت برای حل مشکلات خاص تکنولوژیکی وجود دارد. |
| سیاستگذاران درمانی | عنوان خبر متن خبر |
| سیاستگذاران پژوهشی | عنوان خبر متن خبر |
| لینک (URL) مقاله انگلیسی مرتبط منتشر شده 1 |
