Department: 
گروه صنايع شيميايي آلي و دارويي
Project manager(s): 
حسین رحمانی
From: 
2014
To: 
2016
Financial supporter: 
معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری
در بخش اول طرح انواع مختلف چسب‏هاي اپوكسي و كاربردها و بازار آنها همراه با نكات مهم فرمولاسيون اين چسب‏ها و سنتز مواد اوليه مربوط، شيمي رزين‏هاي اپوكسي و واكنش‏هاي كيور شدن آنها و تأثيرات عوامل ساختاري منومرهاي اپوكسي، هاردنرها و مواد افزودني بر ويژگي‏هاي چسب‏ها بررسي شده‏اند. امكان تأمين رزين‏ها و چسب‏هاي اپوكسي و مواد اوليه مربوط در داخل كشور بررسی شده و جدول‏هاي تفصيلي چسب‏هاي تجاري قابل استفاده در صنايع هوا- فضا، نام‏هاي تجاري و سازندگان چسب‏ها و رزين‏هاي اپوكسي و مواد افزودني مربوط و خواص فرمولاسيون چسب‏هاي اپوكسي تجاري ارائه شده‏اند. مروري بر روش‏هاي تهيه منومرهاي اپوكسي چندعاملي قابل استفاده در چسب‏هاي فضايي و نتايج تجربي فعاليت‌هاي انجام شده در رابطه با چسب‏ها و رزين‏هاي اپوكسي و تحليل نتايج نيز در بخش اول درج شده‏اند. سنتز منومر پلي‌گلايسيديل فسفردار تريس (3-(بيس (اكسيران-2-ئيل متيل) آمينو) فنيل) فسفين اكسيد از واكنش تريس (3-آمينوفنيل) فسفين اكسيد با اپي‌كلروهيدرين انجام شده است و كيور شدن آن با عوامل كيوركننده تريس (3-آمينوفنيل) فسفين اكسيد (TAPO) و دي‌آمينو دي فنيل فسفين (DDS) مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج بررسي ويژگي‌هاي گرمايي و مقاومت در برابر شعله رزين‌هاي كيورشده  نشانگر مقاومت حرارتي خوب رزين سنتز شده و مقاومت قابل توجه آن در برابر شعله است. دماي كاهش وزن به ميزان 5% در هر دو سيستم تقريباً برابر با 300 درجه سلسیوس است. دماي كاهش وزن به ميزان 50% در رزين كيور شده با DDS در دماي حدود 400 درجه سلسیوس و در رزين كيور شده با TAPPO در دماي حدود 425 درجه سلسیوس رخ مي‌دهد. هر دو سيستم كيور شده از نظر مقاومت در برابر شعله مطابق با آزمون  UL94 در دسته V0 قرار مي‌گيرند. همچنین سنتز هاردنرهاي پرشاخه پلی آمیدوآمین (1.0 G PAMAM) و هاردنرهاي حاوي حلقه‌هاي تري آزين 2،2،2،2-[(6-کلرو-5،3،1-تری آزین-4،2-داییل ) دی نیتریلو] تترا ( اتان -1-اُل ) (TA-(OH)4) و 2،2،2،2،2،2-[(5،3،1-تری آزین-6،4،2-تراییل ) تری نیتریلو] هگزا (‌اتان-1-اُل)   (TA-(OH)6) و بررسي ويژگي‌هاي كيوركنندگي آنها با رزين اپوكسي فنليك تجاري LY5052  (Araldite) نیز انجام شده است. پايداري گرمايي تمامي نمونه‏هاي رزين اپوكسي كيورشده با این مشتقات پر‌شاخه از پايداري گرمايي رزين اپوكسي كيورشده با  1.0 G PAMAM بسيار بيشتر بوده است. دماي 5% تخريب LY5052/1.0 G PAMAM برابر با 295 درجه سلسیوس وبراي رزين‌هاي كيور شده با مشتقات تري آزين بين 370 تا 379 درجه سلسیوس بوده است. دماي 50% تخريب سيستم‌هاي رزين كيور شده با مشتقات تري آزين (در حدود 428-425 درجه سلسیوس) بيش از 10 درجه بالاتر از دماي 50% تخريب سيستم رزين اپوكسي كيور شده با 1.0 G PAMAM بوده است. مقاومت كششي نمونه هاي كيور شده LY5052/TA-(OH)4 ، LY5052/TA-(OH)6 و  LY5052/1.0 G PAMAM به ترتيب برابر با 62/32، 29/22 و 76/30 مگاپاسكال و مقدار مدول كششي به ترتيب برابر با 49/650، 21/428 و 75/432 مگاپاسكال اندازه‌گيري شده است.
در بخش دوم طرح ابتدا مطالعات کاملی در خصوص پلی ایمیدها و انواع آنها و نحوه تهیه و شناسایی و آنالیز آنها انجام گرفت. سپس با توجه به هدف طرح که کاربرد چسبهای پلی ایمیدی در محیطهای فضایی بوده است، چسب‏های پلی ایمیدی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفتند و آنهایی که در محیط های فضایی قابل استفاده هستند مشخص شدند. سپس مطالعه‏ای در مورد شرکتها و سازندگان انواع ترکیبات پلی ایمیدی در فرم‏ها و فرمولاسیون‏های مختلف صورت گرفت و یکی از انواع چسبهای پلی ایمیدی که قابلیت مناسب کاربرد در محیطهای فضایی را داشته است انتخاب گردید که با نام شیمیایی پلی-N',N-(اکسی دی پارا-فنیلن) پیروملیتیمید و نام تجاری کاپتون (Kapton) معروف است. بر همین اساس با استفاده از مواد اولیه 4،'4- اکسی دی آنیلین (ODA) به عنوان دی‏آمین و پیروملیتیک دی‏انیدرید (PMDA)، سنتز محصول پلی ایمید مذکور از طریق ماده میانی پلی آمیک اسید مورد بررسی قرار گرفت و نمونه‏های محصول به صورت فیلم‏های نازک ساخته شد. واکنش تشکیل پلی آمیک اسید در شرایط مختلف از نظر دما، زمان، نوع و میزان حلال (در دو حلال N-متیل پیرولیدون و N,N- دی متیل استامید) و نسبت مواد اولیه و همچنین غلظت (محتوای مواد جامد) آنها بررسی و فرایند گرمایی ایمیده کردن نیز با برنامه‏ های حرارتی مختلف بهینه گردید. در نهایت محصول پلیمر با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز از نظر وجود گروه‏های عاملی ایمیدی مورد شناسایی کیفی قرار گرفت. باتوجه به نتایج و شرایط فرایندی به دست آمده امکان تولید محصول پلی‏ ایمید کاپتون در فرم‏های مختلف مایع یا جامد و یا فیلم وجود دارد.