پیشینه تحقیق ساختار شیمیایی و روش‌های ساخت آلکید رزین و ترکیب شیمیایی و انواع و کاربرد های نانو رس  دارای ۳۹ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

۱- مقدمه    ۴
۱-۱- آلکید رزین    ۴
۱-۱-۱- ساختار شیمیایی و روش‌های ساخت آلکید رزین    ۵
۱-۱-۱-۱- روش الکل‌کافت    ۶
۱-۱-۱-۲- روش اسید چرب    ۷
۱-۱-۲- مواد اولیه جهت ساخت آلکید رزین    ۸
۱-۱-۳- انواع آلکید رزین    ۱۰
۱-۱-۳-۱- نوع اسید چرب و یا روغن به کار رفته    ۱۰
۱-۱-۳-۲- مقدار وزنی اسید چرب و یا روغن به کار رفته    ۱۱
۱-۱-۴- خواص رنگهای حاصل از آلکید رزین    ۱۱
۱-۲- نانورُس    ۱۲
۱-۲-۱- ترکیب شیمیایی    ۱۲
۱-۲-۲- بلورشناسی    ۱۳
۱-۲-۳- ساختار میکروسکوپی و مورفولوژی MMT    ۱۵
۱-۲-۴- تبادل کاتیونی MMT    ۱۶
۱-۲-۴-۱- ظرفیت تبادل کاتیونی MMT    ۱۶
۱-۲-۵- اصلاح نمودن رس    ۱۶
۱-۲-۵-۱- یونهای آلکیل‌آمونیوم    ۱۷
۱-۲-۵-۲- سیلانها    ۱۸
۱-۲-۶- انواع نانورس    ۱۸
۱-۲-۷- کاربردهای نانورس    ۱۹
۱-۲-۸- خواص نانورس‌ها    ۲۰
۱-۳- نانوآمیزه‌ی پلیمریِ رس    ۲۱
۱-۳-۱- تکنیک‌های ساخت نانوآمیزه‌های پلیمر/رس    ۲۱
۱-۳-۱-۱- بسپارشِ درجا    ۲۱
۱-۳-۱-۲- محلول    ۲۲
۱-۳-۱-۳- ذوب    ۲۳
۲- مروری بر تحقیقات انجام شده    ۲۴
۲-۱- بررسی مطالعات پژوهشی اخیر    ۲۴
فهرست منابع    ۳۶

منابع

خوئینی م، بازیگر س، تمیزی‌فر م، ارزانی ک. ۱۳۸۶٫ تهیه نانورس اصلاح شده برای استفاده در نانوکامپوزیتهای اپوکسی- رس. فصلنامه سرامیک ایران، ۱۱: ۵۰-۴۳٫

Jones FN. 2003. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Alkyd Resins. 2nd edn, Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, pp: 429-446.

Hofland A. 2012. Alkyd resins: From down and out to alive and kicking. Progress in Organic Coatings, 73: 274-282.

Sahin HT. 2008. Application of various solvent‐type alkyd resins to pine and cedar woods for achieving water repellence. Pigment & Resin Technology, 37: 395-401.

Sailer RA, Wegner JR, Hurtt GJ, Janson JE, Soucek MD. 1998. Linseed and sunflower oil alkyd ceramers. Progress in Organic Coatings, 33: 117-125.

Atimuttigul V, Damrongsakkul S, Tanthapanichakoon W. 2006. Effects of oil type on the properties of short oil alkyd coating materials. Korean Journal of Chemical Engineering, 23: 672-677.

Lanson HJ. 1985. Applied Polymer Science. Chemistry and Technology of Alkyd and Saturated Reactive Polyester Resins. 2nd edn, Washington D.C.: American Chemical Society, pp: 1181-1204.

Wicks ZW. 2002. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Alkyd Resins. 5th edn, Hoboken: John Wiley & Sons, pp: 147-169.

Aydin S, Akcay H, Ozkan E, Seniha Guner F, Tuncer Erciyes A. 2004. The effects of anhydride type and amount on viscosity and film properties of alkyd resin. Progress in Organic Coatings, 51: 273-279.

Murillo EA, Vallejo PP, López BL. 2010. Synthesis and characterization of hyperbranched alkyd resins based on tall oil fatty acids. Progress in Organic Coatings, 69: 235-240.

Murillo EA, López BL. 2011. Novel waterborne hyperbranched acrylated-maleinized alkyd resins. Progress in Organic Coatings, 72: 731-738.

Rämänen P, Maunu SL. 2014. Structure of tall oil fatty acid-based alkyd resins and alkyd–acryliccopolymers studied by NMR spectroscopy. Progress in Organic Coatings, 77: 361-368.

Igbo UE, Igwe CC, Akubueze E, Ishola OR, Odusote AO, Oyewole AO. 2014. Utilisation of beniseed oil for the production of alkyd resin. Journal of Applied Chemistry, 7: 104-106.

Assanvo EF, Gogoi P, Dolui SK, Baruah SD. 2015. Synthesis, characterization, and performance characteristics of alkyd resins based on Ricinodendron heudelotii oil and their blending with epoxy resins. Industrial Crops and Products, 65: 293-302.

۱- مقدمه

۱-۱- آلکید رزین

واژه‌ی آلکید نخستین بار در سال ۱۹۲۷ میلادی توسط کینل^[۱] برای مشخص کردن مواد پلیمری حاصل از واکنش اسید‌ها و الکل‌های چند عاملی بیان شد. (al از واژه‌ی الکل و cid از واژه‌ی اسید که با ترکیب آنها، کلمه‌ی آلکید با تغییر از شکل اصلی واژه یعنی Alcid به Alkyd به  وجود آمده است) (جانز^[۲]، ۲۰۰۳). آلکید کلیه‌ی پلی‌استرهای گرمانرم و گرماسخت، چه سیرشده و چه سیرنشده را شامل می‌شود. در حال حاضر این واژه شامل تمام پلی‌استرهای اصلاح شده نیز می‌شود. از آنجا که هنگام ساخت آلکید رزین، آب به عنوان محصول جانبی واکنشِ استری‌شدن تولید می‌گردد، واکنشِ حاصل از نوع بسپارشِ تراکمی است (هافلند^[۳]، ۲۰۱۲). نخستین گزارش ارائه شده در مورد تهیه‌ی یک آلکید به برزلیوس^[۴] از کشور سوئد تعلق دارد. نامبرده در سال ۱۸۴۷، گلیسرول تارتارات تهیه نمود. در سال ۱۹۰۱ دانشمندی انگلیسی به نام اسمیت^[۵]، گلیسرول را با فتالیک‌انیدرید استری نمود. وی چندین واکنش بین فتالیک‌انیدرید و گلیسرول تحت شرایط مختلف انجام داد و یکسری محصولات شیشه‌ای شکل بدست آورد. چند سال بعد یک کمپانی بزرگ در ایالات متحده‌ی آمریکا، شخصی به نام فرد برگ^[۶] را که روی این مواد تحقیق می‌کرد استخدام نمود تا وی تحقیقات خود را بر روی این دسته از مواد ادامه دهد.

این کارهای اولیه و نتایج حاصل از آن انگیزه‌ای شد تا کمپانی مزبور در بین سالهای ۱۹۱۰ تا ۱۹۱۶، تحقیقات مفصل‌تری را روی این گونه رزین‌ها انجام دهد.

آلکید‌ها اولین بار به عنوان ماده‌ای برای چسباندن ورقه‌های میکا مورد توجه قرار گرفتند و بعد‌ها برای عایق‌سازی در صنایع الکتریکی مورد استفاده قرار گرفتند. با مصرف روز افزون این دسته از مواد پلیمری، شیمیدانان به فکر اصلاح آنان افتادند و در سال ۱۹۲۱ این ایده به فکر کینل خطور کرد که آلکیدها را با روغن‌های خشک‌شونده اصلاح نماید. در این زمان وی همراه با هاوی^[۱] دست به یک سری تحقیقات در این زمینه زد و سرانجام در سال ۱۹۲۲ موفق به اصلاح آنان شد (ویکس^[۲]، ۲۰۰۲؛ لانسن^[۳]، ۱۹۸۵). امروزه آلکید رزین‌ها در صنایع رنگسازی کاربرد عمده‌ای دارند که شامل موارد زیر است:

آلکید رزین‌های بلند روغن: رنگهای چاپ، رنگهای سطوح داخل و خارج ساختمان، آستری ساختمانی، رنگ جلا و … .

آلکید رزین‌های متوسط روغن: رنگهای صنعتی، رنگهای خودرو، آستری صنعتی، رنگهای مخصوص رادیاتور و کابینت، تولید لاک و … .

آلکید رزین‌های کوتاه روغن: تولید رنگهایی با سرعت خشک شوندگی بالا، تولید رنگهای چوب، رنگهای ماشین‌آلات صنعتی و … (سهین^[۴]، ۲۰۰۸).

آنچه ذکر شد خلاصه‌ای بود از نحوه‌ی پیدایش، رشد، اهمیت و کاربرد آلکید رزین‌ها که در ادامه به ساختار، انواع و خواص این دسته از رزین‌ها به تفصیل پرداخته خواهد شد.

۱-۱-۱- ساختار شیمیایی و روش‌های ساخت آلکید رزین

آنچه که امروزه به عنوان یک آلکید رزین شناخته می‌شود، پلی‌استری اصلاح شده حاصل از واکنش بسپارش تراکمی سه نوع مونومر زیر می‌باشد:

الکل چند عاملی

اسید چند عاملی

اسید چرب و یا روغن تری‌گلیسرید

در آلکید رزین بسته به این که روغن تری‌گلیسرید و یا اسید چرب به کار رفته باشد، از دو نوع روش ساخت استفاده می‌شود. چنانچه از روغن استفاده شود به وسیله‌ی روش الکل‌کافت و اگر از اسید چرب استفاده شود به وسیله‌ی روش اسید چرب، ساخت انجام می‌گیرد که در ادامه به شرح این دو روش پرداخته می‌شود.

۱-۱-۱-۱- روش الکل‌کافت

روش الکل‌کافت که به نام روش مونوگلیسرید نیز شناخته می‌شود، شامل دو مرحله در دمای ۲۴۰ تا ۲۶۰ درجه‌ی سانتیگراد است. این روش زیر جو یک گاز خنثی همانند نیتروژن انجام می‌شود تا از ورود گاز اکسیژن ممانعت به عمل آید. زیرا اکسیژن به عنوان یک عامل باز دارنده عمل می‌کند و موجب شبکه شدن زود هنگام می‌گردد.

در مرحله‌ی اول، یک واکنش الکل‌کافت یا تبادلِ استری بین روغن تری‌گلیسرید و الکل چند عاملی (مانند گلیسرول) رخ می‌دهد. به منظور افزایش سرعتِ این واکنش، از کاتالیزگرهایی همانند کلسیم‌اکسید (CaO) و کلسیم‌کربنات (CaCO₃) استفاده می‌شود. محصولات این واکنش %۹۸-۹۷ مونوگلیسرید و %۳-۲ دی‌گلیسرید است. این واکنش توسط تست متانول کنترل می‌شود. به این صورت که هرگاه یک حجم از نمونه‌ی واکنش در سه حجم از متانول حل گردد، واکنش الکل‌کافت کامل شده است. زیرا مونوگلیسرید در متانول محلول است امّا روغن در متانول نامحلول می‌باشد.

در مرحله‌ی دوم، مونوگلیسرید بدست آمده توسط یک اسید چند عاملی (مانند فتالیک‌انیدرید) استری می‌شود. واکنش استری‌شدن توسط تعیین عدد اسیدی کنترل می‌گردد. عدد اسیدی آلکید رزین‌های تجاری بین ۵ تا ۳۰ می‌باشد. واکنش روش الکل‌کافت در شکل (۱-۲) نشان داده شده است (سیلر و همکاران^[۵]، ۱۹۹۸؛ آتیموتیگل و همکاران^[۶]، ۲۰۰۶).

۱-۱-۱-۲- روش اسید چرب

این روش یک فرایند تک مرحله‌ای است که با اضافه نمودن هم زمان اسید چرب، الکل چند عاملی و اسید چند عاملی به داخل رآکتور انجام می‌شود. واکنش این روش در شکل (۱-۳) نشان داده شده است (رامانن و مانو^[۱]، ۲۰۱۴؛ موریلو و همکاران^[۲]، ۲۰۱۰). مزیت روش اسید چرب نسبت به روش مونوگلیسرید، کنترل و توزیع بهتر وزن مولکولی آلکید رزین است. آلکید رزین‌های با کارایی بالا و کیفیت برتر توسط روش اسید چرب ساخته می‌شوند. اما روش مونوگلیسرید از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌تر است و از این جهت اغلب در صنعت از روش مونوگلیسرید استفاده می‌گردد.

-۲- مواد اولیه جهت ساخت آلکید رزین

. پلی‌الکل‌ها: الکل‌هایی که دارای دو یا بیشتر عامل هیدروکسیل (OH-) باشند را پلی‌الکل می‌نامند. نظیر گلیسرول، اتیلن‌گلایکول، پنتا‌اریتریتول.

پلی‌اسیدها: پلی‌اسیدها با دو عامل کربوکسیل (-COOH) و یا بیشتر مشخص می‌شوند. فتالیک‌انیدرید پلی‌اسیدی است که سالیان طولانی در ساخت آلکید رزین‌ها به مقدار فراوان بکار می‌رود. اغلب به همراه آن مقدار کمی مالئیک‌انیدرید نیز به کار می‌رود که سبب کاهش رنگ و افزایش سختی رزین می‌شود (آیدین و همکاران^[۱]، ۲۰۰۴).

اسیدهای چرب و روغن‌های تری‌گلیسرید: روغن‌ها و اسیدهای چرب مصرفی بیشتر از نوع حیوانی و گیاهی‌اند. روغن‌های تری‌گلیسرید، حاصل از ترکیب یک مولکول گلیسرول با سه مولکول اسید چرب می‌باشند. اسیدهای چرب نیز، حاصل فرآیند هیدرولیز روغن‌های تری‌گلیسرید هستند. شکل (۱-۴) واکنش تشکیل یک روغن را نشان می‌دهد.

از عواملی که منجر به استفاده از روغن و اسید چرب در ساخت آلکید رزین و صنایع رنگسازی می‌شود، می‌توان خاصیت خشک شوندگی، انعطاف پذیری، دوام، شفافیت و مقاومت در برابر مواد شیمیایی و آب را نام برد. از انواع روغن متداول می‌توان به روغن نارگیل، کرچک، بزرک، پالم، آفتابگردان، سویا و تانگ اشاره نمود که تعداد پیوندهای دوگانه‌، درصد اسیدهای چرب سازنده‌ و عدد یُدی روغن‌های ذکر شده به ترتیب در جدول (۱-۱) آورده شده است (هلیر و همکاران^[۱]، ۲۰۱۵؛ سن خوزه و همکاران^[۲]، ۲۰۱۵).

. حلال‌ها: بعد از تولید آلکید رزین، آن را توسط حلال‌های آلی رقیق می‌نمایند. البته در فرآیند تولید آن نیز از حلال‌های خاصی جهت ایجاد آزئوتروپ با آبِ حاصل از واکنش تراکمی و حذف آن و ادامه‌ی عمل رفلاکس استفاده می‌شود که معمولاً زایلن می‌‌باشد. رزین‌های بلند روغن و متوسط روغن با مینرال اسپیریت و رزین‌های کوتاه روغن با زایلن یا تولوئن رقیق می‌شوند (مویزبلت و همکاران^[۱]، ۲۰۰۰).

کاتالیزگرها: در ساخت آلکید رزین و در مرحله‌ی الکل‌کافت از کاتالیزگرهایی چون کلسیم کربنات، کلسیم اکسید، پتاسیم هیدروکسید و سدیم هیدروکسید استفاده می‌شود. همچنین برای سرعت بخشیدن به فرآیند خشک شدن از خشک کننده‌هایی به نام “خشک کننده‌های اولیه” که از ترکیبات فلزی هستند استفاده می‌شود. این کاتالیزگرهای فلزی سبب تجزیه‌ی هیدروپراکسیدهای تولید شده توسط اکسیژن هوا به رادیکال‌های آزاد، توسط واکنش اکسایش- کاهش می‌شوند. از جمله این کاتالیزگرها می‌توان به تیتانیوم دی‌اکسید (TiO₂) و کبالت (II) نفتنات اشاره نمود (دولیا و همکاران^[۲]، ۲۰۰۶).

۱-۱-۳- انواع آلکید رزین

دسته‌ای از آلکید رزین‌ها به منظور بهبود خواص و بسته به نوع کاربرد مورد نظر، توسط پلیمرهای دیگر اصلاح شیمیایی می‌گردند از قبیل آلکیدهای استایرنی، آلکیدهای اکریلی، آلکیدهای ایزوسیاناتی و اپوکسی- استرها که به دلیل ارتباط اندک با پژوهش جاری از بحث پیرامون آنان صرف نظر می‌گردد. (ایخوریا و همکاران^[۳]، ۲۰۱۱؛ زیچکوفسکی و سوکک^[۴]، ۲۰۱۰؛ بالوجی نیک و همکاران^[۵]، ۲۰۱۴؛ آسانوو و همکاران^[۶]، ۲۰۱۵). اما آلکید رزین‌ها بر اساس نوع و مقدار وزنی اسید چرب یا روغن به کار رفته در آنان انواع مختلفی دارند که در ادامه به آنان پرداخته می‌شود.

۱-۱-۳-۱- نوع اسید چرب و یا روغن به کار رفته

بر این اساس دو نوع دسته‌بندی وجود دارد:

آلکیدهای خشک شونده: این رزین‌ها حاوی اسیدهای چربی که مواضع و درجه‌ی غیراشباعی بالایی دارند می‌باشند که خشک شدن آن‌ها توسط اتصالات عرضی به وسیله‌ی اکسیژن هوا امکان‌پذیر است.

آلکیدهای خشک نشونده: این رزین‌ها دربردارنده‌ی اسیدهای چربی هستند که مواضع غیراشباعی آنها اندک است و خشک شدن آنان توسط اکسیژن، نیاز به حرارت دهی (استفاده از کوره) دارد (ایگبو و همکاران^[۷]، ۲۰۱۴).

۱-۱-۳-۲- مقدار وزنی اسید چرب و یا روغن به کار رفته

یک دسته‌بندی به نام طول روغن برای گروه‌بندی آلکید رزین‌ها براساس درصد وزنی اسید چرب و یا روغن به کار رفته در آنها وجود دارد. بسته به درصد وزنی اسید چرب و یا روغن به کار رفته در فرمول‌بندی رزین، آلکید رزین‌ها به سه دسته‌ی کوتاه روغن، متوسط روغن و بلند روغن تقسیم‌بندی می‌شوند. آلکید رزین‌هایی که روغن به کار رفته در آنها کمتر از %۴۵ باشد کوتاه روغن، بین %۴۵ تا %۵۵ متوسط روغن و بیشتر از %۵۵ باشد بلند روغن نامیده می‌شوند.

آلکید رزین‌های کوتاه روغن حلالیت بیشتری در حلال‌های آروماتیک، زمان خشک شدن ظاهری کوتاه‌تر، سختی بیشتر، انعطاف پذیری کمتر و ویسکوزیته‌ی بالاتری دارند. آلکید رزین‌های بلند روغن حلالیت بیشتری در حلال‌های آلیفاتیک، زمان خشک شدن ظاهری طولانی‌تر، سختی کمتر، انعطاف پذیری بیشتر و ویسکوزیته‌ی پایین‌تری دارند. آلکید رزین‌های متوسط روغن بسته به میزان درصد روغن به کار رفته در آنها خواصی متمایل به کوتاه روغن‌ها یا بلند روغن‌ها دارند (جانز، ۲۰۱۲).

۱-۱-۴- خواص رنگهای حاصل از آلکید رزین

مقاومت رنگ حاصل از آلکید رزین در مقابل عوامل خورنده: رنگهای آلکیدی مقاومت خوبی در مقابل نور خورشید، باد، باران و مناطق اسیدی ضعیف داشته، بطوریکه اگر در یک محیط معمولی یا محیطی که در مجاورت مواد شیمیایی با غلظت کم (به غیر از مواد قلیایی) قرار بگیرند، نسبت به هزینه‌ی صرف شده قدرت پوشش‌دهی بسیار خوبی خواهند داشت.

مقاومت در برابر آب: رنگهای آلکیدی متوسط روغن نسبت به رنگهای حاوی آلکید بلند روغن در مقابل رطوبت هوا مقاومت بهتری دارند. بعبارت دیگر رنگهای آلکیدی بطور کلّی در مقابل محیط‌های خورنده معمولی مقاومت بسیار خوبی دارند.

[۱] Muizebelt et al.

[۲] Doulia et al.

[۳] Ikhuoria et al.

[۴] Dziczkowski & Soucek

[۵] Baloji Naik et al.

[۶] Assanvo et al.

[۷] Igbo et al.

[۱] Hellier et al.

[۲] San Jose et al.

[۱] Aydin et al.

[۱] Ramanen & Maunu

[۲] Murillo et al.

[۱] Hovey

[۲] Wicks

[۳] Lanson

[۴] Sahin

[۵] Sailer et al.

[۶] Atimuttigul et al.

[۱] Kienle

[۲] Jones

[۳] Hofland

[۴] Berzelius

[۵] Smith

[۶] Fried berg

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.