استخدام مواد نانوية في إعادة تدوير النفايات البلاستيكية ودراسة خواصها الميكانيكية
Using of Nanomaterials in the Recycling of Plastic Waste and the Study of Its Mechanical Properties
- الباحث
- عبدالله رياض محمد الطوي
- المشرف
- أحمد نوري محمود ; رشيد محمود يوسف
- الجامعة
- جامعة الموصل
- الكلية / القسم
- كلية العلوم البيئية / علوم البيئة
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2022
- لغة الرسالة
- عربي
- الكلمات المفتاحية
- المواد النانوية ; إعادة التدوير ; النفايات البلاستيكية ; الخواص الميكانيكية
الملخص
تضمنت الدراسة تصنيع مجموعة من المواد المتراكبة بوليمرية مادة الأساس (PMCs) ذات الأساس البولي ستايرين المدعمة بمواد نانوية شملت <CuSO4.5H2O ،ZnO 0 وبنسب وزنية مئوية محددة 9025:20:156،10:5 وصنعت منها مجموعة من النماذج، وبآلية واحدة وبأبعاد محددة لتلائم الفحوصات التي سوف تخضع لها بعد عملية التصنيع. أجريت عدد من الفحوصات الميكانيكية على النماذج المصنعة التي شملت فحوصات الصلادة، مقاومة الصدمة، متانة aga colin) القصء مقاومة الانضغاطء تحت تأثير العامل الفيزيائي الحراري بدرجات حرارية محددة (40.60:80C) لمدد زمنية محددة (9:6:3 ساعة).أظهرت النتائج اختلاف تحمل النماذج المصنعة للإجهادات الميكانيكية باختلاف نوع المادة النانوية ونسبها الوزنية المضافة، درجة الحرارة والمدة الزمنية للتعريض للمؤثر الحراري. أعطت النسبة الوزنية 9020 لجميع المواد المضافة أعلى قيم لكل الفحوصات المستخدمة. وتفوقت مادة الأساس المدعمة بمادة ZnO النانوية على CuSOy Gals و FeSOy النانوية في تحملها لإجهاد الصلادة عند التعريض لدرجة حرارة 8005 ولمدة زمنية 9 tile Lu مسجلة قيم (75:76:88)N/mm? على التوالي، بينما سجلت فحوصات مقاومة الصدمة أعلى قيمة عند إضافة ZnO sale النانوية بنسبة %20 عند درجة حرارة 40007 لمدة زمنية 3 ساعات مسجلة as “ممال65473:83(1) على التوالي. أما بالنسبة لفحص متانة الانحناء وجهد القص فأظهرت FeSO, sale النانوية عند درجة حرارة 8007 ولمدة زمنية 9 ساعات أعلى قيم مقارنة بالمواد النانوية الأخرى. وأعطت كل من مادتي FeSOy5 ZnO النانوية قيماً متقاربة لفحوصات مقاومة الانضغاطء وأعلى من قيم مادة و0150 النانوية عند Aaya حرارة BOC? ولمدة زمنية 9 ساعات. بدأت جميع قيم الفحوصات الميكانيكية لجميع النماذج المدعمة بالمواد النانوية بالتناقص عند إضافة تلك المواد بنسبة %25. إن مادة البولي ستارين غير المدعمة بالمواد النانوية (معاملة السيطرة) لم تظهر تغيراً ملحوظاً في قيم الفحوصات المستخدمة عند زيادة درجة الحرارة ومدة التعريض للحرارة. وأظهر طيف حيود الاشعة السينية وجود نوع من الذروات التي نشأت في مناطق ومواقع مختلفة، هذه الذروات تعني إن bale الاساس بدأت تتحلل لتظهر مواقع لعناصر لم تكن موجودة لا في bale Cab الاساس ولا طيف المادة النانوية، والتي ظهرت بفعل تأثيرات درجات الحرارة، وأن هذا التأثير يتضاعف مع وجود المواد النانوية. وأظهرت صور المجهر الإلكتروني الماسح ظهور التجاويف والتشققات في بنية البولي ستارين المدعم بالمواد النانوية المعاملة بدرجة حرارة 7 وهذا يشير إلى بدء تحلل المادة البلاستيكية من البولي ستايرين تحت تأثير العامل الفيزيائي الحراري.
Abstract
a The study included the manufacture of a group of polymeric composite materials (PMCS) based on polystyrene reinforced with nanomaterials, including ZnO, CuSO4.5H2O, FeSO4.7H2O with specific weight percentages 5,10,15,20,25%, then a group of samples was made from it with one mechanism, and with specific dimensions to suit the tests that will be subject to it after the manufacturing process. A number of mechanical tests were carried out on manufactured samples, which included tests of hardness, impact strength, flexural strength, shear stress and compressive strength, under the influence of thermophysical factor at specific temperatures (40, 60,80°C) for specific periods of time (3,6,9 hours). The results showed that a difference in the tolerance of manufactured samples to mechanical stresses according to the type of nanomaterial and its weight ratios, temperature and the time period of exposure to the thermal effect. The ratio 20% for all nanomaterials gave the highest values for all the test used. Polystyrene reinforced with ZnO nanomaterial outperformed CuSO4 and FeSO4 nanomaterials in its tolerance to hardness strength when exposed to a temperature of 80C° for a period of 9 hours, recoded values of (75,76,88)N/mm2respectively, while the impact strength tests recorded the highest values when 20% of nanoparticle was added at 40C° for a period of 3 hours. As for the flexural strength and shear tests, the FeSO4 nanomaterial at temperature of 80C° and for a period of 9 hours showed the highest strength value compared to other nanomaterials. Both ZnO and FeSO4 nanomaterials gave close values for the compressive strength tests and higher than those of CuSO4 nanomaterials at a temperature of 80C° for a period of 9 hours. All values of mechanical tests for all samples reinforced with b nanomaterials started decreasing when these nanomaterials were added by 25%. The polystyrene material that was not reinforced with nanomaterials (control treatment) did not show a significant change in the values of the test used when the temperature and the period of time exposure to heat were increased. The X-ray diffraction (XRD) spectrum showed the presence of a kind of peaks that arose in different regions and locations, these peaks mean that the substrate began to decompose to show locations of elements that were not present in either the spectrum of the substrate or spectrum of the nanomaterial, which appeared due to the effects of temperature and that this effect doubles with the presence nanomaterials. The Scanning Electron Microscope (SEM) images showed the appearance of cavities and cracks in the structure of polystyrene reinforced with nanomaterials treated at 60 C°, and this indicates the beginning of the decomposition of plastic material from polystyrene under the influence of thermophysical factor.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.