بررسي استفاده از نانوساختار هاي موليبدن دي سولفيد اصلاح شده در رفتار رئولوژيكي سوسپانسيون پرشده با ميكروذرات

Investigation of the Use of Modified Molybdenum Disulfide Nanostrucutres in the Rheological Behavior of Microparticulate Filled Suspensions

فرايند پذيري مطلوب دوغاب پليمري سوخت جامد كامپوزيت، دستيابي به گريني بدون نقص را تضمين مي كند. به عبارت ديگر، سوسپانسيون بشدت پر شده با خواص رئولوژيكي بهينه باعث مي شود انتقال به قالب و شكل پذيري كامل آن در هندسه هاي پيچيده امكان پذير باشد. در اين مطالعه ديناميكي، خواص رئولوژيكي يك سوسپانسيون غليظ با استفاده از مواد مدل وافزودن نانو ذرات به آن، بررسي شده است. به منظور بررسي اثر نانوذره موليبدن دي سولفايد در رفتار رئولوژيكي سوسپانسيون ها از زمينه پلي اتيلن گلايكول و پر كننده هاي دانه شيشه اي با توزيع ذرات 60 الي 103 ميكرون به عنوان مدل استفاده شد. موليبدن دي سولفايد خام با استفاده از روش هاي اسيدشويي، اكسيداسيون و شوك حرارتي به صورت نانوذره موليبدن دي سولفايد تك لايه و چند لايه با ضخامت بين 50 تا 100 نانومتر بدست آمدند. در ادامه پس از تهيه سوسپانسيون هاي 10 الي 40 درصد حجمي حاوي دانه هاي شيشه، اثر افزودن نانوصفحات موليبدن دي سولفايد سنتز شده (به ميزان كمتر از 0.1 درصد نسبت به فاز زمينه) بر خواص رئولوژيكي مخلوط، بررسي شد. نتايج آزمون جاروب فركانس و جاروب دما نشان داد كه با افزايش درصد نانو صفحات موليبدن دي سولفايد به ميزان كمتر از 0.1 درصد، گرانروي مختلط ضمن حفظ مدول ذخيره و افزايش مدول اتلافي در همه مقادير ميكروفيلر تغيير كاهشي محسوسي دارد. در نهايت آزمون جريان برشي ديناميكي نشان داد كه گرانروي ديناميكي نيز پس از اضافه كردن نانو ذره افت قابل توجهي داشته است.

Achieving a flawless solid composite propellant requires proper processability of its corresponding filled polymer slurry. In other words, a highly filled suspension with optimal rheological properties makes it possible to transfer to the mold and complete filling in complex geometries. In this dynamic study, the rheological properties of the obtained suspensions have been investigated after adding molybdenum disulfide nanoparticles to the model materials. In order to study the effect of molybdenum disulfide nanosheets on the rheological behavior of the suspensions, polyethylene glycol matrix and glass beads, with particle distribution of 60 to 103 microns were used as a model. Single- layer and multi- layer molybdenum disulfide nanosheets with thickness of 50 to 100 nm was obtained using acid washing, oxidation and heat shock of raw molybdenum disulfide. Then, after preparation of suspensions containing 10- 40 vol% glass beads, the effect of obtained molybdenum disulfide (less than 0.1 vol% of the matrix) on the rheological properties of the mixture was studied. The results of frequency sweep and temperature sweep tests showed that by increasing the percentage of molybdenum disulfide nanosheets by less than 0.1%,The mixed viscosity has a significant decreasing in all microfiller values while maintaining the storage modulus and increasing the loss modulus. Finally, the dynamic shear flow test demonstrated that the dynamic viscosity also decreased significantly after the addition of nanoparticles.