چکیده………….1

1     فصل اول مقدمه………………………….. 2
1- 1     تاریخچه ساخت كابل در جهان. 3
1-2     ویژگی‌های الکتریکی و خواص فیزیکی و شیمیایی مواد عایق.. 3
1-2-1   رفتار مکانیکی ماده عایق.. 4
1-2-2   رفتارهای گرمایی ماده‌ی عایق.. 4
1-2-3   رفتار شیمیایی.. 4
1-2-4   خصوصیات الکتریکی.. 5
1-2-5   عوامل اقتصادی.. 5
1-3    کابل‌ بر پایه‌ی پلی‌اتیلن اتصال‌عرضی شده. …………..5
1-4     کامپوزیت‌های پلیمری.. 6
1- 5     نانو کامپوزیت‌های پلیمری.. 7
2      فصل دوم  مروری بر مطالعات انجام‌ شده. 8
2-1     پلی‌اتیلن.. 8
2-1-1   معرفی پلی‌اتیلن.. 8
2-1-2    تاریخچه تولید پلی‌اتیلن.. 9
2-1-3    انواع پلی‌اتیلن.. 9
2-2      ایجاد اتصالات ‌عرضی در پلی‌اتیلن.. 10
2-2-1   روش‌های  ایجاد اتصالات ‌عرضی در  پلی‌اتیلن.. 11
2-2-2    اثر ساختار مولکولی پلی‌اتیلن بر ایجاد اتصالات عرضی به روش پراکسیدی 16
2-2-3    بررسی خواص پلی‌اتیلن اتصال‌عرضی شده. 18
2-3     آنتی اکسیدانت ها 19
2-4     نانو کامپوزیت­ها ی پلیمری.. 22
2-4-1   تعاریف اولیه. 22
2-4-2   نانو رس‌ها 23
2-4-3اصلاح نانو رس… 25
2-4-4   انواع نانو کامپوزیت‌های پلیمر- نانو رس… 27
2-4-5   روش تهیه نانو کامپوزیت‌های پلیمر-نانورس… 29
2-4-6   بررسی مورفولوژی و برخی خواص نانو کامپوزیت پلی‌اتیلن- نانو خاک رس… 32
2-5     عایق‌های الکتریکی پلیمری.. 35
2-5-1   ثابت دی الکتریک…. 36
2-5-2   تانژانت زاویه اتلاف دی الکتریک…. 38
2-5-3   استحکام دی الکتریک…. 40
2-5-4   بررسی خواص الکتریکی نانو کامپوزیت‌ها 41
اهداف پروژه……………….43
3      فصل سوم مواد و روش‌ها… 44
3-1     مواد اولیه. 44
3-2     تجهیزات… 47
3-2-1   اکسترودر دو مارپیچه. 47
3-2-2   دستگاه قالب‌گیری فشاری.. 47
3-3     آزمون‌های انجام‌شده. 48
3-3-1   اندازه‌گیری محتوای ژل. 48
3-3-2   آزمون تفرق زاویه پایین اشعه ایکس…. 48
3-3-3   میکروسکوپ الکترونی عبوری.. 49
3-3-4   آزمون رئولوژی.. 49
3-3-5   تجزیه دینامیکی – مکانیکی – گرمایی)  DMTA ( 50
3-3-6   آزمون گرماسنجی پویشی تفاضلی(DSC) 50
3-3-7   آزمون گرما وزن سنجی ) ( TGA.. 50
3-3-8   آزمون کشش…. 50
3-3-9   آزمون‌های الکتریکی.. 51
3-4     نحوه‌ی تهیه‌ی نمونه‌ها 52
4       فصل چهارم  نتایج و بحث    54
4-1     آزمون تعیین درصد ژل. 54
4-2     آزمون رئولوژی.. 57
4-3     آزمون SAXS. 61
4-4     آزمون میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM ) 63
4-5     آنالیز دینامیک مکانیکی(DMTA) 65
4-6     آزمون آنالیز حرارتی(DSC) 70
4-7     آزمون گرما وزن سنجی (TGA ) 73
4-8     آزمون کشش…. 75
4-9     خواص الکتریکی.. 76
5   فصل پنجم نتایج و پیشنهاد‌ات    80
5-1     نتیجه‌گیری.. 80
5-2     پیشنهاد‌ات جهت ادامه‌ی کار. 82
مراجع…83
فهرست شکل‌ها
شکل ‏2‑1ساختار یک کابل ولتاز قوی با عایق پلی‌اتیلن اتصال عرضی شده. 11
شکل ‏2‑2 مکانیزم ایجاد اتصالات عرضی در پلی‌اتیلن به روش تشعشع. 12
شکل ‏2‑3 مکانیزم ایجاد اتصالات عرضی در پلی‌اتیلن به روش سیلانه. 13
شکل ‏2‑4 مکانیزم  ایجاد اتصالات عرضی در  پلی‌اتیلن به روش پراکسیدی.. 14
شکل ‏2‑5 سهم هر نوع از نقاط  اتصال ‌عرضی  در سیستم پلی‌اتیلن اتصال‌عرضی شده حاوی 2% پراکسید 16
شکل ‏2‑6 مکانیزم مصرف گروههای وینیلی در طول واکنش ایجاد اتصلات عرضی 17
شکل ‏2‑7 یک شبکه شامل پلی اتلن خطی و یک شبکه شامل زنجیرهای پلی‌اتیلن دارای LCB.. 18
شکل ‏2‑8  نمودار تنش-کرنش برای HDPE اتصال عرضی نشده و اتصال عرضی شده . 18
شکل ‏2‑9 نمودارDSC  پلی‌اتیلن اتصال‌عرضی نشده و اتصال‌عرضی شده با 5/2% پراکسید. 19
شکل ‏2‑10  تغییرات  مدول با درصد پراکسید(DCP )  برای آنتی اکسیدانت های فنولی.. 22
شکل ‏2‑11 ساختار سیلیکات‌های لایه‌ای. 24
شکل ‏2‑12 آلی دوست شدن نانو رس توسط واکنش تبادل یونی.. 26

شکل ‏2‑13 نمودار XRD پلی‌اتیلن مالئیک شده با اصلاح‌کننده دارای تعداد گروه‌های متیلنی متفاوت… 27
شکل ‏2‑14 سه مورفولوزی مختلف نانو کامپوریت های شامل سیلیکات های لایه ای. 28
شکل ‏2‑15 شماتیکی از نانو کامپوزیت بدست آمده با روش پلیمریزاسیون درجا. 30
شکل ‏2‑16 شماتیکی از نانوکامپوزیت بدست آمده از روش جا دهی حلال. 31
شکل ‏2‑17  قرارگیری زنجیرهای پلیمر در بین صفحات نانو رس اصلاح شده به روش اختلاط مذاب.. 31
شکل ‏2‑18  نمودار XRD مربوط به نانو کامپوزیت پلی‌اتیلن-نانوذرات خاک رس… 33
شکل ‏2‑19 تصاویر TEM نانو کامپوزیت  PE-g-MAH/Org-MMT. 33
شکل ‏2‑20 نمودارTGAمربوط به PE-g-MAH/Org-MMT. 34
شکل ‏2‑21 نمودار DSC نانو کامپوزیتPE-g-MAH/Org-MMT. 35
شکل ‏2‑22 مکانیزم‌های مختلف قطبش…. 37
شکل 3-1 ساختار شیمیایی101  Trigonox ……………………………………………………………………………….45
شکل ‏3‑2 ساختار شیمیایی Irganox 1010. 46
شکل ‏3‑3 ساختار شیمیایی یون الکیل آمونیوم در Cloisite 30B. 47
130. 58
130. 58
150. 60
150. 60
شکل ‏4‑5 مقایسه‌ی الگوی SAXS نانو کامپوزیت‌های حاوی 3% خاک رس. 61
شکل ‏4‑6 مقایسه‌ی الگوی SAXS نانو کامپوزیت‌های حاوی 6% خاک رس. 62
شکل ‏4‑7 مقایسه‌ی الگوی SAXS نانو کامپوزیت‌های حاوی 9% خاک رس. 63
شکل ‏4‑8 تصویر TEM نانو کامپوزیت حاوی 3% خاک رس. 64
شکل ‏4‑9 تصاویر TEM مربوط به نمونه حاوی 6درصد خاک رس. 64
شکل ‏4‑10 نتایج آزمون  DMTAبرای نمونههای تهیه شده به روش اول و ماتریس…. 67
شکل ‏4‑11 نتایج آزمون DMTAبرای نمونه‌های تهیه شده به روش دوم و ماتریس…. 68
شکل ‏4‑12 مقایسه‌ی تغییرات : الف ) مدول ذخیره و ب) مدول اتلاف در نمونه‌های C61 وC62 . 69
شکل 4-13 نمودار DSC نانو کامپوزیت‌های تهیه شده به روش اول…………………………………………………71
شکل 4-14 نمودار DSC نانو کامپوزیت‌های تهیه شده به روش دوم………………………………………………..72
شکل 4-15 نمودار TGA نمونه‌های تهیه شده به روش اول…………………………………………………………….73
شکل 4-16 نمودار TGA نمونه‌های تهیه شده به روش دوم…………………………………………………………….74
فهرست جدول‌ها
جدول ‏2‑1 پراکسیدهای مورد استفاده برای ایجاد اتصالات عرضی در ترموپلاستیک ها …15
جدول ‏2‑2- نام و ساختار شیمیایی برخی آنتی اکسیدانت ها. 21
جدول ‏3‑1 مشخصات LDPE استفاده‌شده. 45
جدول ‏3‑2 مشخصات پراکسیدهای استفاده‌شده. 45
جدول ‏3‑3 مشخصات آنتی اکسیدانت استفاده‌شده. 46
جدول ‏3‑4 درصد وزنی اجزای تشکیل دهنده ی نانو کامپوزیت‌ها. 52
جدول 3‑5 نام‌گذاری نمونه‌ها…………………………………………………………………………………………………..53
جدول ‏4‑1 نتایج آزمون تعیین درصد ژل برای نانو کامپوزیت‌ها و ماتریس پخت نشده. 55
جدول ‏4‑2 نتایج آزمون تعیین درصد ژل برای نانو کامپوزیت‌ها‌ی پخت شده و تهیه شده به روش اول . 55
جدول ‏4‑3 نتایج آزمون تعیین درصد ژل برای نانو کامپوزیت‌ها‌ی پخت شده و تهیه شده به روش دوم . 56
جدول ‏4‑4 درصد ژل نمونه‌ها‌ی تهیه شده به روش اول پس از 10، 15 و 20 دقیقه حرارت دهی. 56
جدول ‏4‑5 درصد ژل نمونه‌ها‌ی تهیه شده به روش دوم پس از 10، 15 و 20 دقیقه حرارت دهی. 57