KFUPM ePrints

TRANSPORT PROPERTIES OF GASES IN POLYETHYLENE/CLAY NANOCOMPOSITES

l TRANSPORT PROPERTIES OF GASES IN POLYETHYLENE/CLAY NANOCOMPOSITES. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF (Jimoh K. Adewole MS Thesis) - Submitted Version
Restricted to Abstract Only until 07 June 2012.

1743Kb

Arabic Abstract

في هذا العمل، تمت دراسة التأثيرات لمختلف أنواع nanoclayوتركيزها على المرفلوجيا، والنقل ، زحف، الحرارية ، الخصائص الميكانيكية السطحية و السائبة للنانو المركبة .كما جرى التحقق من تطبيق الخطوط الملاحية المنتظمة في خط أنابيب النفط والغاز. تم قياس الخصائص السطحية الميكانيكية باستخدام تقنية nanoindentation. وقد تم اختبار نفاذية COو 2CO2/CH4 خليط الغاز في الضغوط التي تتراوح 50 حتي 106 شريط ودرجات الحرارة بين 30 و 70. كما تم إعداد نموذج رياضي للتنبؤ نفاذية الغازات في nanocomposites البوليمر. تحليل النتائج كشفت أن يتم تحسين خصائص nanocomposites بواسطة إضافة ynanocla. نفادية الغاز تنخفض بنسبة 46،5 ٪ و 11،9 ٪ بإضافة N1.44P ٪wt 5 و ٪ wt 1A 15C على التوالي. وهناك زحف للاسترداد من حوالي 93 ٪ يتحقق به 5wt N1.44P ٪. وأظهرت النتائج المتحصل عليها من الاختبارات nanoindentation عن خصائص سطح الميكانيكية اتجاه مماثل لذلك من قياسات كبيرة. لأول مرة، وهذا نموذج نفاذية أن يأخذ في الاعتبار وكان من آثار الضغط ودرجة الحرارة، وتحميل ycrystallinit جزيئات النانو المتقدمة. وأظهرت تناسب نموذج اتفاق جيد مع البيانات التجريبية. عموما، لوحظت خصائص معززة ل nanocomposites C15A التي يوجد مقرها في تحميل طين 2.5wt ٪ في حين كانت في تعزيز 5wt ٪ للبمركب متناهي في الصغر N1.44P مقرها. استنادا على هذه النتائج تم اخيار nanoclay المضافة لصف البطانة HDPE/nanocomposite.

English Abstract

In this work, effects of various types of nanoclays and their concentrations on morphological, transport, thermal, creep, surface and bulk mechanical properties of nanocomposites were investigated for liner application in oil and gas pipeline. Surface mechanical properties were measured using a nanoindentation technique. Permeability test was done for CO2 and CO2/CH4 gas mixture at pressures ranging from 50 to 106 bar and temperatures between 30 and 70oC. A mathematical model was also developed for predicting permeability of gases in polymer nanocomposites. Analysis of the results obtained revealed that properties of the nanocomposites are enhanced by addition of nanoclay. Gas permeability was found to decrease by 46.5% and 11.9% by adding 5wt% N1.44P and 1wt% C15A respectively. A recoverable creep of about 93% was achieved using 5wt% N1.44P. Results obtained from nanoindentation tests for surface mechanical properties showed similar trend to that of bulk measurements. For the first time, a permeability model that takes into account the effects of pressure, temperature, crystallinity and nanoparticle loading was developed. The model fit showed good agreement with experimental data. Generally, enhanced properties were observed for C15A based nanocomposites at 2.5wt% clay loading while the enhancement was at 5wt% for N1.44P based nanocomposite. Base on these results a nanoclay additive for a liner grade HDPE/nanocomposite was selected.



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Chemical Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Chemical Engineering Dept
Committee Advisor:Al-Mubaiyedh, Usamah A.
Committee Members:Hussein, Ibnelwaleed A. and Al-Juhani, Abdulhadi A.
ID Code:138532
Deposited By:JIMOH KAYODE ADEWOLE (g200901650)
Deposited On:01 Oct 2011 08:28
Last Modified:01 Oct 2011 08:28

Repository Staff Only: item control page