نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، صندوق پستی: 1469669191، تهران- ایران

2 پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی، صندوق پستی: 51113-14399، تهران- ایران

3 گروه مهندسی هسته‌ای، دانشکده علوم و فن‌آوری‌های نوین، دانشگاه اصفهان، صندوق پستی: 11365-8486، اصفهان- ایران

4 پژوهشکده مواد و انرژی، پژوهشگاه فضایی ایران، وزارت ارتباطات و فن‌آوری اطلاعات، صندوق پستی: 174-81955‌، اصفهان - ایران

چکیده

با توجه به اهمیت تفلون در صنایع نظامی، به‌­ویژه صنعت موشکی و هوافضا، بررسی تأثیر تابش‌­های مختلف هسته‌ای بر روی خواص فیزیکی این پلیمر می‌تواند تا حد زیادی به فرایند ساخت و مهندسی قطعاتی که از این پلیمر در ساخت آن‌ها استفاده شده، کمک کند. در این پژوهش نوارهای تفلون با دزهای جذبی مختلف تابش گاما از 1 تا kGy 12 پرتودهی شدند. در ادامه برای ارزیابی خواص مکانیکی، آزمون کشش و برای بررسی تغییرات در خواص ساختاری، طیف FTIR از نمونه‌های تفلون گرفته شد. در بررسی‌های ساختاری، تغییراتی هم‌چون تشکیل پیوند دوگانه در ساختار نوار تفلون پرتودهی شده، مشاهده شد. هم‌چنین در اندازه‌گیری پارامترهای مکانیکی، کاهشی در مقدار تنش و کرنش در نقطه استحکام نهایی و نقطه پارگی به‌دست آمد. با توجه به نتایج به‌­دست آمده، مشخص شد که در ساختار نوار تفلون پرتودهی شده، پیوندهای دوگانه تشکیل می‌شود و این به معنای شکست زنجیره اصلی است. در خواص مکانیکی نیز بهبودی دیده نمی‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of the effects of gamma irradiation with different doses on the mechanical and structural properties of Teflon

نویسندگان [English]

  • H. Soofi 1
  • M.M.R. Seyedhabashi 2
  • M. Mohammadian Kohal 3
  • S. Golshah 4

1 Department of Physics, Islamic Azad University Central Tehran Branch, P.O.Box: 14696691941, Tehran - Iran

2 Plasma and Nuclear Fusion Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O. Box: 14399-51113, Tehran -Iran

3 Nuclear Engineering Department, Faculty of Advanced Science and Technology, University of Isfahan, P.O.Box: 8486-11365, Isfahan -Iran

4 Materials and Energy Research Institute, Iran Space Research Institute, Ministry of Communications and Information Technology, P.O.Box: 174-81955, Isfahan -Iran

چکیده [English]

Due to the importance of Teflon in the military industries, especially the missile and aerospace industries, the study of the effect of different nuclear radiation on the physical properties of this polymer can greatly assist the fabrication and engineering process of the components used in its manufacture. In this study, Teflon tape was cut into six bands, and then five bands were irradiated with different absorbed doses of gamma radiation up to 12 kGy. Moreover, the tensile test to evaluate the mechanical properties, and the FTIR spectra to investigate the changes in the structural properties, were obtained from Teflon samples. Through the structural studies, variations such as the formation of double bond in the structure of irradiated Teflon strips were observed. Also, the reduction of the stress and the strain values ​​at the final strength and rupture point were observed by studying the mechanical parameters of the Teflon strips. It was concluded that in the irradiated Teflon strip structure, double bonds are formed which is a sign of major chain failure. Furthermore, no improvement in mechanical properties was observed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Teflon
  • Chemical structure
  • Mechanical properties
  • Gamma Irradiation
1. Karl Tate, Space Radiation Threat to Astronauts Explained (Infographic), (2013), http://www. space. com/21353-space-radiation-mars-mission-threat.html.
 
2.   A. Smedberg, T. Hjertberg, B. Gustafsson, Crosslinking reactions in an unsaturated low density polyethylene. Polymer, 38(16), 4127-4138 (1997).
 
3.   Y. Rosenberg, et. Al, Low dose γirradiation of some fluoropolymers: effect of polymer chemical structure. Journal of Applied Polymer Science,  45(5), 783-795 (1992).
 
4.   A. Oshima, et. al, Chemical structure and physical properties of radiation-induced crosslinking of polytetrafl-uoroethylene, Radiation Physics and Chemistry, 62(1), 39-45 (2001).
 
5.   R. Meyer, F. Bouquet, R. Alger, Radiation induced conductivity in polyethylene and teflon. Journal of Applied Physics, 27(9), 1012-1018 (1956).
 
6.   D. Sinha, Structural modifications of gamma irradiated polymers: an FT-IR study. Advances in Applied Science Research, 3(3), 1365-1371 (2012).
 
7.   ASTM: Standard test method for tensile properties of thin plastic sheeting-D882–02. Annual book of American standard testing methods(2002).
 
9.   J. Mihály,  et. al, FTIR and FT-Raman spectroscopic study on polymer based high pressure digestion vessels. Croatica Chemica Acta, 79(3), 497-501 (2006).
 
10. G.M. Lampman, G.S. Kriz, J. Vyvyan, Introduction to spectroscopy: A guide for students of organic chemistry, Harcourt College Publishers, (2001).