منصة الرسائل والاطاريح: ََتحضير تراكيب بوليمرية ودراسة بعض خصائصها للتوصيلة الكهربائية ,الميكانيكية والانتفاخية

الخلاصة

يمكن زيادة التوصيلية الكهربائية للبوليمرات بطرق عديدة ومنها إضافة الحشوات الموصلة إلى المادة البوليمرية العازلة . ومن أهم الحشوات الموصلة التي لاقت نجاحا تطبيقيا كبيرا في هذا المجال هي الحشوات الكاربونية لكونها رخيصة الثمن وسهلة الاستخدام ويمكن الوصول إلى القيم المطلوبة من التوصيلية بنسب وزنية معينة . شملت هذه الدراسة تحضير العديد من العينات البوليمرية الموصلة باستخدام تقنية القولبة بالكبس وبطريقة (Sandwich) من خلال تحضير شرائح عديدة من البولي اثليين الواطىء الكثافة(LDPE) وشرائح عديدة من البولي اثليين العالي الكثافة(HDPE) ومزجها مع مسحوق البولي فنيل كلورايد(PVC) وداي-2-اثيل هكسيل فثاليت (DOP) ومن خلال تفاعل التشابك ,ثم إضافة مسحوق الحشوة (الكاربون أو الكرافيت أو كلاهما ) إلى الشريحة المحضرة ووضعها في قالب المكبس بسخان كهربائي . درس في هذا البحث تأثير الحشوات الكاربونية على المقاومية الكهربائية وثابت العزل الكهربائي لتركيبات محضرة من نوعين من البولي اثليين الواطىء الكثافة (LDPE) والبولي اثليين العالي الكثافة (HDPE) . وجد إن تركيبات البولي اثليين عموما المحشوة بأسود الكاربون تمتلك مقاومية كهر بائية اقل (أي تمتلك توصيلية كهر بائية أعلى ) من تلك المحشوة بالكرافيت . درس في هذا البحث تأثير مزج حشوة اسود الكاربون مع حشوة الكرافيت بنسب وزنية مختلفة على المقاومية الكهربائية وعلى ثابت العزل الكهربائي كدالة للزمن ودرجة الحرارة , فوجد إن هناك نسب مزج مثلى تعطي تركيبات اقل مقاومية كهر بائية (أعلى توصيلية كهر بائية ) من بين نسب المزج كم في الجداول من (2- 8 – 2-13) ,وكذلك تم حساب طاقات تنشيط التكوين للتركيبات البوليمرية المحضرة كما في الجدول (3-1) من خلال رسم الميل بين لوغاريتم ثابت التوصيل الكهربائي ومقلوب درجة الحرارة المطلقة ) log k مقابل 1/T ) من خلال المعادلة : Log K = log Ko - [ U / 2.303 RT] ووجد ان قيم طاقة التنشيط لكل السبائك البوليمرية المحضرة عالية نسبيا , وان طاقة التنشيط العالية تمثل زيادة في الثباتية الحرارية للبوليمر. أن الجزء الثاني من الدراسة تضمن دراسة الخواص الميكانيكية مثل تعيين ودراسة كل من :- 1- منحنيات الإجهاد التوتر Stress – Strain 2- قوة الصدم Impact Strength 3- الصلادة Hardness وتم حساب العديد من المعاملات المعبرة عن الخواص الميكانيكية مثل قوة الشد( ) والاستطالة ( %E) وغيرها . دلت نتائج الفحوصات للتراكيب البوليمرية المحضرة في المحور السابق إلى زيادة في قيم قوة الشد والصلادة مع زيادة نسب الحشوات ( اسود الكاربون و الكرافيت ) إلى السبيكة مقرونة بانخفاض نسبة الاستطالة وقوة الصدم , واستدل من هذه الدراسة إمكانية السيطرة على الخواص الميكانيكية وإبراز المهمة منها حسب استخداماتها الصناعية . تم قياس الخصائص الميكانيكية لتراكيب بوليمرية محضرة أخرى باستخدام تقنية القولبة بالكبس وبطريقة (Sandwich) من مزج البولي اثليين الواطىء الكثافة (LDPE) مع نسب مختلفة من البولي اكريل امايد (PAM) وباستخدام عوامل تشابك مختلفة وبنسب مختلفة ( هكسامثيلين تترامين HM و الكلوتراليهايد Ga وثلاثي بيوتيل بيروكسي-2-اثيل هكسانويت C67 ) , دلت النتائج على زيادة قوة الشد للبوليمرات المحضرة مع عاملي التشابك ((Ga , C67 ونقصان قوة الشد مع عامل التشابك (HM) ,ونقصان في قوة الصدم والمرونة للبوليمرات مع عوامل التشابك الثلاثة . ودلت نتائج الصلادة (Shore A) تزداد عند نسبة (PAM 2.5% wt.) بوجود عامل التشابك (HM) وتزداد عند نسبة (PAM 2% wt.) بوجود عامل التشابك (C67) وتزداد عند نسبة (PAM 4% wt.) بوجود عامل التشابك (Ga) . ودلت نتائج الصلادة (Shore D) تزداد عند نسبة (PAM 2.5% wt.) بوجود عامل التشابك (HM) وتزداد عند نسبة (PAM 1,2% wt.) بوجود عامل التشابك (C67) وتزداد عند نسب (PAM 1,2%wt.) بوجود عامل التشابك (Ga) . وتم تشخيص البوليمرات المحضرة في هذه الدراسة بتقنية الأشعة تحت الحمراء (FT.IR) وخصص المحور الثالث من الدراسة على تحضير تراكيب بوليمرية هلامية من البولي اثلين الواطىء الكثافة (LDPE) مع البولي اليكترولايت (PE) المستخدم في أحواض التركيد لإنتاج الماء من نوع (R . O) ونسب مختلفة لغرض الحصول على تراكيب هلامية لها القابلية على خزن أعلى كمية من الماء داخلها وذلك باستخدام عدة عوامل تشابك مثل( هكسامثيلين تترامين HM و الكلوتراليهايد Ga وثلاثي بيوتيل بيروكسي-2-اثيل هكسانويت C67 ) وبنسبة (5%wt) وتم دراسة عملية امتصاص الماء (نسبة الانتفاخ (Q)) من قبل التراكيب البوليمرية وعملية فقدها للماء كدالة للزمن . أظهرت النتائج إن التراكيب البوليمرية الهلامية لها قابلية عالية على الاحتفاظ بالماء لفترات زمنية أكثر من (48 ساعة ) ,وتزداد نسب الانتفاخ ( Q ) بزيادة نسب (PE) . ووجد بان نسب الانتفاخ ( Q ) تزداد وكذلك زمن فقد الماء للتراكيب الهلامية باستخدام عوامل التشابك وحسب تسلسلها Ga ) > C67> HM) . وتم تشخيص التراكيب البوليمرية الهلامية المحضرة في هذه الدراسة بتقنية الأشعة تحت الحمراء (FT.IR) .