ফিউশন-বন্ডেড-ইপক্সি পাউডার আবরণের জন্য কার্বক্সিলটারমিনেটেড প্রস্তুতি

ফিউশন-বন্ডেড-ইপক্সির জন্য কার্বক্সিলটারমিনেটেড পলি (বুটাডিয়ান-কো-অ্যাক্রিলোনিট্রিল)-ইপক্সি রেজিন প্রিপলিমারের প্রস্তুতি এবং বৈশিষ্ট্য পাউডার বা কোন চূর্ণ দ্বারা তৈরি আবরণ

1 ভূমিকা

ফিউশন-বন্ডেড-ইপক্সি (এফবিই) পাউডার আবরণ যেগুলি প্রথম 3M কোং দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল, যখন তেল, ধাতু, গ্যাস এবং জলের পাইপলাইন শিল্পগুলিতে দীর্ঘমেয়াদী জারা সুরক্ষা গুরুত্বপূর্ণ হয় তখন ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, FBE পাউডার আবরণগুলির জন্য কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তাগুলি তাদের উচ্চ ক্রস-লিঙ্কিং ঘনত্বের কারণে চ্যালেঞ্জিং। নিরাময় করা আবরণের অন্তর্নিহিত ভঙ্গুরতা শিল্পে ইপোক্সির ব্যাপক প্রয়োগ প্রতিরোধের অন্যতম প্রধান বাধা। তাই, আবরণের শক্ততা বাড়িয়ে এফবিই আবরণের কার্যক্ষমতা উন্নত করা সম্ভব হতে পারে। ইপোক্সি সিস্টেমকে শক্ত করার জন্য অনেক শক্ত করার পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছে, প্রায়শই রাবার, ইলাস্টোমার সহ যৌগিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে। তাপপ্রয়োগে নমনীয় করা পদার্থ, কপোলিমার, ন্যানো পার্টিকেল পরিবর্তিত ইপোক্সি এবং উপরোক্ত সংমিশ্রণ।
যদিও ইপোক্সি সিস্টেমের কঠোর পরিবর্তন নিয়ে অনেক গবেষণা হয়েছে, তবে বেশিরভাগই
গবেষণায় প্রতিক্রিয়াশীল তরল রাবারের সাথে ইপোক্সি রেজিনের রাসায়নিক পরিবর্তন জড়িত ছিল, বিশেষ করে কার্বক্সিল-টার্মিনেটেড বুটাডিন-কো-অ্যাক্রিলোনিট্রিল (CTBN)। ম্যাকগ্যারি এট আল আণবিক ওজন 3000 এর CTBN এবং পাইপিরিডিন দিয়ে নিরাময় করা বিভিন্ন DGEBA epoxies ব্যবহার করেছেন। Kinloch et al DGEBA/CTBN/piperidine সিস্টেমে একটি গতিশীল নির্ভরতা প্রকাশ করেছেন বিভিন্ন স্ট্রাইক বেগে প্রভাব ফ্র্যাকচার শক্ততা গণনা করে এবং শক্ততা প্রায় দুইগুণ বৃদ্ধি পেয়ে। বিসফেনল-এ (ডিজিইবিএ) ইপোক্সি রেজিনের ডিগ্লাইসিডিল ইথারের মতো ইপোক্সি সিস্টেমে সিটিবিএন চালু করা যেতে পারে। যখন এই ধরনের ইপোক্সি রেজিনগুলিকে তরল রাবারের সাথে একসাথে নিরাময় করা হয়, তখন প্রভাব শক্তি শোষণ করে ডোমেনের শক্ততা উন্নত করা যেতে পারে। এটা সুপরিচিত যে নিরাময় করা রেজিনগুলির মধ্যে দুটি ফেজ সিস্টেম রয়েছে[26] যেখানে তরল রাবার একটি গোলাকার ডোমেন কাঠামো বা একটি অবিচ্ছিন্ন কাঠামোর সাথে ইপোক্সির একটি ম্যাট্রিক্সে বিচ্ছুরিত হয়।
এই পর্যন্ত, ইপোক্সি রেজিনগুলির শক্তকরণ প্রধানত তরল ইপোক্সি রেজিনের উপর ফোকাস করেছে, এবং সামান্য গবেষণা কঠিন ইপোক্সি রেজিনকে শক্ত করার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছে৷ এই গবেষণাপত্রে, আমরা কোনও জৈব দ্রাবক ব্যবহার না করেই CTBN-EP প্রিপলিমার প্রস্তুত করেছি৷ তারপরে CTBN-EP প্রিপলিমারের সাথে FBE পাউডার আবরণ কম্পোজিট তৈরি করা হয়েছিল। যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং রূপতাত্ত্বিক বিশ্লেষণের উপর ভিত্তি করে, ফেজ বিভক্ত ম্যাট্রিক্সে বিদ্যমান শক্ত করার প্রক্রিয়াগুলি বিশ্লেষণ করার চেষ্টা করা হয়েছিল। CTBN-EP সিস্টেমের কাঠামোগত সম্পত্তি সম্পর্কের বিশ্লেষণ আমাদের সর্বোত্তম জ্ঞানের জন্য একটি নতুন প্রচেষ্টা। এইভাবে, এই অভিনব শক্ত করার প্রযুক্তি শিল্পে FBE পাউডার আবরণের প্রয়োগের ক্ষেত্রগুলিকে প্রসারিত করতে পারে।

2 পরীক্ষামূলক

2.1 সামগ্রীগুলি

ব্যবহৃত ইপোক্সি রজন ছিল বিসফেনল A (DGEBA) (DOW, DER663) এর কঠিন ডিগ্লাইসিডিল ইথার যার ওজন 750-900 এর ইপোক্সাইডের সমতুল্য। তরল, কার্বক্সিল-টার্মিনেটেড পলি (বুটাডিয়ান-কো-অ্যাক্রিলোনিট্রিল) (CTBN) (Emerald, হাইপ্রো 1 300×1323) 26% অ্যাক্রিলোনিট্রিল সামগ্রী সহ ব্যবহৃত হয়েছিল। এই পদ্ধতিতে অনুঘটক হিসেবে ট্রাইফেনাইল ফসফাইন ব্যবহার করা হয়েছিল। নিরাময়কারী এজেন্ট (HTP-305) একটি ফেনোলিক ছিল। Phenolic epoxy resin (GT7255) HUNTSMAN Co., Pigment(L6900) থেকে কেনা হয়েছিল, যা BASF Co. দ্বারা সরবরাহ করা হয়েছিল, Degassing এজেন্ট এবং লেভেলিং এজেন্ট Aisitelun থেকে কেনা হয়েছিল৷

2.2 সিটিবিএনইপি প্রিপলিমারের সংশ্লেষণ এবং বৈশিষ্ট্য

স্টোইচিওমেট্রিক পরিমাণে ইপোক্সি রেজিন, সিটিবিএন এবং অনুঘটক একটি ফ্লাস্কে রাখা হয়েছিল যা 150 ঘন্টার জন্য 3.0 ℃ এ যান্ত্রিকভাবে উত্তপ্ত এবং আলোড়িত হয়। অ্যাসিডের মান 0-এ নেমে গেলে প্রতিক্রিয়া বন্ধ করা হয়েছিল। প্রিপলিমারগুলিকে C0, C5, C10, C15, এবং C20 হিসাবে চিহ্নিত করা হয়েছিল (সাবস্ক্রিপ্টগুলি হল CTBN এর বিষয়বস্তু)। সম্ভাব্য প্রতিক্রিয়া চিত্র 1 এ দেখানো হয়েছে।
এফটিআইআর স্পেকট্রোস্কোপি কাঠামোগুলি চিহ্নিত করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। FTIR স্পেকট্রা একটি FTLA2000-104 স্পেকট্রোফটোমিটার দ্বারা 4 500-500 cm−1 (কানাডার ABB বোমেম) তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসরে রেকর্ড করা হয়েছে। CTBN-EP প্রিপলিমারগুলির আণবিক ওজন এবং আণবিক ওজন বন্টন GPC দ্বারা নির্ধারিত হয়েছিল। টেট্রাহাইড্রোফুরান (টিএইচএফ) 1.0 মিলি/মিনিটের ফ্লো হারে ইলুয়েন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। কলাম সিস্টেমটি মনোডিসপারসড স্ট্যান্ডার্ড পলিস্টেরিন ব্যবহার করে ক্যালিব্রেট করা হয়েছিল।

2.3 নিরাময়কারী চলচ্চিত্রের প্রস্তুতি এবং চরিত্রায়ন

0wt%-20wt% CTBN সম্বলিত পাঁচটি নিরাময় ফাইল প্রস্তুত করা হয়েছিল। DGEBA এর গণনাকৃত পরিমাণ (সারণী 1 এ প্রদত্ত সূত্র অনুসারে) এবং HTP-305 একটি সমজাতীয় মিশ্রণ পেতে 120 মিনিটের জন্য 10 ℃ এ নাড়াচাড়া করা হয়েছিল। মিশ্রণটি একটি প্রিহিটেড লোহার ছাঁচে ঢেলে দেওয়া হয় একটি গরম বাতাসের চুলায় 180 ℃ তাপমাত্রায় 10 মিনিটের জন্য এবং তারপর 30 ℃ তাপমাত্রায় 200 মিনিটের জন্য নিরাময় করা হয়।

টেনসিল পরীক্ষাগুলি একটি KD111-5 মেশিনে (KaiQiang Co., Ltd., China) 1 মিমি/মিনিট ক্রস-হেড গতিতে সম্পাদিত হয়েছিল। মানগুলি GB/ 2568-81 অনুযায়ী গড়ে তিনটি নমুনা থেকে নেওয়া হয়েছিল। নমুনার ব্রেকিং পয়েন্টে প্রসারিততা মূল্যায়ন করা হয়েছিল। 2056 মিমি × 40 মিমি × 10 মিমি আয়তক্ষেত্রাকার নমুনা ব্যবহার করে একটি MZ-2 মেশিনে নমুনার প্রভাব শক্তি নির্ধারণ করা হয়েছিল। পরীক্ষাগুলি ঘরের তাপমাত্রায় করা হয়েছিল এবং GB/ T2571-1995 অনুসারে গড়ে তিনটি নমুনা থেকে মান নেওয়া হয়েছিল।

নিরাময় ফিল্মের গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা একটি গতিশীল যান্ত্রিক বিশ্লেষক (DMA) ব্যবহার করে নির্ধারণ করা হয়েছিল। পরিমাপগুলি 2 Hz এর একটি ফাই xed ফ্রিকোয়েন্সি স্তরে -90 ℃ থেকে 180 ℃ পর্যন্ত 1 ℃/মিনিট হিটিং হারে বাহিত হয়েছিল। 30 মিমি × 10 মিমি × 2 মিমি আকারের নমুনা সহ ডুয়াল ক্যান্টিলিভার মোড ব্যবহার করে স্টোরেজ মডুলাস, লস মডুলাস এবং লস ফ্যাক্টর প্রাপ্ত করা হয়েছিল।

স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM) সঞ্চালিত হয়েছিল (Quanta-2000 মডেল SEM, ডাচের FEI) 10 kV এর একটি ইলেক্ট্রন ভোল্টেজ সহ। নমুনাগুলি তরল নাইট্রোজেনের অধীনে ভাঙা হয়েছিল এবং ভ্যাকুয়ামের নীচে শুকানোর আগে রাবার ফেজ বের করার জন্য প্রথমে টলিউইন দিয়ে চিকিত্সা করা হয়েছিল। বিচ্ছুরিত কণার আকার এবং বিতরণ একটি আধা-স্বয়ংক্রিয় চিত্র নেওয়ার মাধ্যমে নির্ধারিত হয়েছিল।

প্রস্তুত নমুনাগুলির শতকরা ওজন হ্রাস এবং তাপীয় অবক্ষয় বৈশিষ্ট্যগুলি একটি থার্মোগ্রাভিমেট্রিক বিশ্লেষক (TGA) দ্বারা মূল্যায়ন করা হয়েছিল যা ইনস্ট্রুমেন্টে (মেটার টলেডো অফ সুইজারল্যান্ড) রেকর্ড করা হয়েছিল। একটি প্ল্যাটিনাম নমুনা প্যানে নেওয়া নমুনার পরিমাণ ছিল প্রায় 5-10 মিলিগ্রাম। প্রতিটি রানে গরম করার হার 10 ℃/মিনিট রাখা হয়েছিল এবং তাপমাত্রা পরিসীমা 800 ℃ পর্যন্ত পরিবেষ্টিত ছিল।