دینا فایل / پروژه رسم نمودار فازی آمیزه پلیمری پلی استایرن(PS)-پلی ایزوپرن(PI) با نرم افزار متلب
پروژه رسم نمودار فازی آمیزه پلیمری پلی استایرن(PS)-پلی ایزوپرن(PI) با نرم افزار متلب
پروژه رسم نمودار فازی آمیزه پلیمری پلی استایرن(PS)-پلی ایزوپرن(PI) با نرم افزار متلب مناسب درس شیمی فیزیک پیشرفته پلیمرها
مشخصات فایل پروژه:
فرمت گزارش پروژه: وورد، Word تایپ شده( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحات: 24 صفحه
کیفیت: بسیار عالی
به همراه برنامه کدنویسی شده در محیط نرم افزار برنامه نویسی به زبان متلبMatlab جهت ترسیم نمودارها و محاسبات به کار رفته در گزارش کار با فرمت m.
توضیحات درباره فایل پروژه:
این پروژه، با کیفیت بسیار عالی توسط دانشجوی رتبه اول مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه فردوسی مشهد در رشته مهندسی شیمی انجام شده است. این پروژه مناسب رشته های مهندسی شیمی، پلیمر و رشته های مرتبط دیگر در دروس مبانی مهندسی پلیمر، شیمی فیزیک پیشرفته پلیمرها و ... میباشد. این دانشجوی برتر با ارائه این پروژه جامع و کامل، نمره کامل را کسب کرده است.
برای اطمینان از کیفیت بالای این پروژه میتوانید از طریق لینک زیر قسمتی از متن گزارش با فرمت پی دی اف را دریافت کنید:
دانلود قسمتی از فایل با فرمت pdf
قسمتی از متن گزارش پروژه:
چکیده
رابطه اجتناب ناپذیری بین پیش بینی رفتار فازی آمیزه های پلیمری و عملکردشان در مصارف مختلف وجود دارد. به همین منظور مطالعات تئوری و تجربی زیادی برای پیش بینی رفتار فازی این مخلوط ها انجام شده است. اولین تئوری ارائه شده در این زمینه، مدل محلول منظم فلوری-هاگینز بود. علی رغم پیش بینی های خوب این مدل برای سیستم های دارای دمای انحلال بحرانی فوقانی (UCST)، این مدل برای سیستم های پلیمری دارای دمای انحلال بحرانی تحتانی(LCST) نتایج خوبی ارائه نمی کرد. همچنین نادیده گرفتن تغییر حجم ناشی از اختلاط و و جود یک پارامتر تجربی ( χ) در معادله آن، از دیگر معایب این مدل بود. طی مطالعات انجام شده در سال های اخیر، مدل محلول منظم تراکم پذیر (CRM) که به نوعی اصلاح شده ی مدل فلوری هاگینز است، توانست نقایص مدل مذکور را تا حد امکان کاهش دهد. از دیگر مزایای این مدل نسبت به مدل های اصلاح شده دیگر می توان به پیش بینی رفتار آمیزه های پلیمری با استفاده از خواص اجزای خالص آن مخلوط و همچنین سادگی محاسبات این مدل اشاره نمود. هدف از این تحقیق، رسم نمودار فازی آلیاژ پلیمری پلی استایرن-پلی ایزوپرن با استفاده از مدل محلول منظم تراکم پذیر و مقایسه آن با داده های تجربی آزمایشگاهی و داده های ارائه شده در مراجع می باشد. برای تایید اعتبار نتایج به دست آمده از نمودار فازی موجود در یک مقاله مرجع استفاده شد. محاسبات و رسم نمودار فازی آمیزه پلیمری با استفاده از نرم افزار MATLAB انجام شد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که رفتار فازی آمیزه پلی استایرن-پلی ایزوپرن دارای رفتار UCST بوده و دمای انحلال بحرانی فوقانی در کسر حجمی 45 درصد از پلی ایزوپرن قابل مشاهده است. با مقایسه نتایج به دست آمده با نمودار فازی مقاله مرجع، مشخص شد که مدل محلول منظم تراکم پذیر رفتار فازی آمیزه پلیمری پلی استایرن-پلی ایزوپرن را به خوبی پیش بینی کرده است.
کلیدواژه: پیش بینی رفتار فازی، مدل محلول منظم تراکم پذیر، آمیزه پلی استایرن-پلی ایزوپرن
فهرست مطالب :
مقدمه
مدل فلوری هاگینز
مدل محلول منظم تراکم پذیر (CRM)
روش رسم نمودار فازی
کاربرد آمیزه پلیمری پلی استایرن-پلی ایزوپرن
مقاله مرجع
محاسبه aiو :
محاسبهvi
محاسبهNi
محاسبه
روش اول : استفاده از داده های تجربی
روش دوم: محاسبه پارامتر حلالیت به وسیله ثابت جاذبه مولی
محاسبه و
نمودارgmix بر حسب فی
آنالیز حساسیت مدل CRM نسبت به پارامتر حلالیت
نمودارT بر حسب فی (نمودار فازی)
بحث و نتیجه گیری
منابع و مآخذ
مقدمه
نیاز به مواد پلیمری در زندگی امروزه بر کسی پوشیده نیست. از پلیمرها بسته به خواص و ویژگی هایی که دارند، در موارد و کاربردهای مختلفی استفاده می شود. اما گاهی اوقات ماده‌ای مورد نیاز است که برخی از خواص دو یا چند پلیمر را به طور همزمان داشته باشد. در این حالت، به جای سنتز یک پلیمر کاملاً جدید، می توان با اختلاط دو یا چند پلیمر، آلیاژی ساخت که بخشی از خواص هر کدام از پلیمرهای سازنده را داشته باشد اختلاط پلیمرها نسبتاً ساده به نظر می‌رسد، ولی در عمل آلیاژ کردن دو پلیمر متفاوت، عملاً کار پیچیده‌ای است. در اکثر موارد امکان امتزاج پذیری و سازگاری دو پلیمر متفاوت در یکدیگر بعید است یا به عبارتی امتزاج ناپذیر هستند. با وجود این، زوج های پلیمری وجود دارند که گاهی با هم مخلوط می شوند و گاهی نیز مخلوط نمی شوند. در اصطلاح به این مخلوط ها، سیستم های با امتزاج پذیری جزئی گفته می شود. دما و نسبت اجزای سازنده متغیرهایی هستند که معمولاً می توان از آنها برای واداشتن این زوج ها به اختلاط یا عدم اختلاط، استفاده کرد. تعداد زیادی از زوج های پلیمری، فقط هنگامی امتزاج پذیر هستند که مقدار یکی از پلیمرها بسیار بیشتر از دیگری باشد. احتمال اینکه دو پلیمر تحت هر شر ایطی امتزاج پذیر باشند خیلی کم است. شرایط لازم و کافی برای امتزاج پذیری یک مخلوط پلیمری به صورت زیر می باشند:
در کوچک مولکول ها، اختلاط با افزایش آنتروپی همراه است و بنابراین با افزایش دما، تغییرات انرژی آزاد گیبس مخلوط منفی شده و اختلاط صورت می گیرد. اما در برزگ مولکول ها، اختلاط تغییری چشمگیری در آنتروپی ایجاد نمی کند و اختلاط برای این مواد بیشتر به تغییرات آنتالپی مخلوط وابسته است. بسته به اینکه اختلاط گرماگیر یا گرمازا باشد، افزایش دما می تواند باعث امتزاج پذیری و یا وقوع جدایی فازی در مخلوط مورد نظر شود.
انحلال و جدایی فاز ها با سه متغیر: دما، فشار و غلظت کنترل می شود. با توجه به پیچیدگی تغییر همزمان هر سه متغیر، اثر هدفمند ناشی از تغییر دو متغیر با ثابت نگه داشتن متغیر سوم آنالیز می شود. به طور معمول اثر همزمان تغییر دما و غلظت با ثابت نگه داشتن فشار در نمودار های فازی مخلوط های پلیمری مورد بررسی قرار می گیرد.
در شکل 2 دو نوع متداول دیاگرام فازی نمایش داده شده است. نیمه بالایی شکل، یک سیستم دارای دمای انحلال بحرانی فوقانی و نیمه پایینی، سیستمی با دمای انحلال بحرانی تحتانی را نشان می دهد. منحنی های خط پر و خط چین نواحی باینودال و اسپینودال منطقه دوفازی را از یکدیگر متمایز می کند.
سیستم با رفتار UCST دارای آنتالپی و آنتروپی اختلاط مثبت می باشد. بنابراین با افزایش دما نسبت به دمای نقطه بحرانی، تغییرات انرژی آزاد گیبس منفی تر شده و به اختلاط دو جز کمک می شود. اما در سیستم های LCST آنتالپی و آنتروپی اختلاط منفی است. بنابراین با افزایش دما نسبت به دمای نقطه بحرانی، تغییرات انرژی آزاد گیبس مثبت تر شده و جدایی فازی رخ می دهد. در سیستم های دارای رفتار LCST بین اجزای مخلوط برهمکنش ویژه وجود دارد.
مدل فلوری هاگینز
برای تولید و استفاده مخلوط های پلیمری مانند آلیاژ های پلیمری یا کوپلیمر ها، پیش بینی و کنترل رفتار ترمودینامیکی مخلوط از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تئوری های ترمودینامیکی زیادی برای پیش بینی رفتار این گونه مخلوط ها وجود دارد. اولین نظریه ارائه شده در این زمینه، مدل محلول منظم فلوری-هاگینز بود که توسط آقایان فلوری و هاگینز رونمایی شد. فرض به کار رفته در این مدل، یک شبکه صلب بود که بنا به روابط ترمودینامیک آماری، انرژی آزاد گیبس مخلوط از رابطه زیر به دست می آمد:
در این رابطه ثابت بولتزمن، دمای مطلق، کسر حجمی جز ، تعداد بخش های با حجم برای جزء ، حجم متوسط هر بخش و پارامتر برهمکنش فلوری هاگینز است.
اگرچه مدل فلوری هاگینز تا مدت ها برای پیش بینی رفتار فازی مخلوط های پلیمری مورد استفاده قرار می گرفت، اما به دلایلی برای بعضی از مخلوط ها پیش بینی درستی انجام نمی داد. یکی از مشکلات این مدل، نادیده گرفتن تغییر حجم ناشی از اختلاط و همچنین خواص معادله حالت اجزا است. به عبارت دیگر، مدل فلوری هاگینز، حجم آزاد پلیمر ها را تادیده گرفته و آن ها را به صورت جسم صلب فرض می کند. این در صورتی است که حجم آزاد در فرآیند اختلاط پلیمر ها نقش دارد و صرف نظر کردن از آن موجب بروز خطا در پیش بینی رفتار فازی و مغایرت با مشاهدات تجربی می شود.
مشکلات دیگر این مدل، ایده آل فرض کردن آنتروپی مخلوط، صرف نظر کردن از انرژی برهمکنش بین مولکولی اجزا و استفاده از پارامتر تجربی می باشند. معمولاً برای محاسبه پارامتر برهمکنش فلوری هاگینز، از روش تجربی SANS استفاده می شود که روشی هزینه براست. همچنین تقریب این پارامتر به وسیله پارامتر حلالیت اجزا انجام شده، اما استفاده از آن برای سیستم های دارای برهمکنش بین مولکولی صحیح نیست. همچنین این مدل برای پیش بینی رفتار فازی سیستم های LCST مناسب نمی باشد؛ زیرا آنتالپی اختلاط را همواره مثبت در نظر می گیرد.
مدل محلول منظم تراکم پذیر (CRM):
در سال 2001 ، مایز و همکاران مدل محلول منظم تراکم پذیر را ارائه کردند. مدل CRS تراکم پذیری سیستم و تغییر حجم ناشی از اختلاط را در نظر می گیرد. بنابراین این مدل برای پیش بینی رفتار فازی سیستم های LCST مناسب است. مزیت این مدل نبست به مدل های ارائه شده دیگر، پیش بینی تغییرات انرژی آزاد گیبس مخلوط با استفاده از خواص اجزای خالص است.
تهیه شده توسط سایت فایلکده برتر
پروژه رسم نمودار فازی آمیزه پلیمری,نمودار فازی آمیزه پلیمری پلی استایرن پلی ایزوپرن,رسم نمودار فازی آمیزه پلیمری با نرم افزار متلب