Date of Award

5-2015

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Chemical Engineering (MSChE)

Department

Chemical and Petroleum Engineering

First Advisor

Dr. Basim Abu-Jdayil

Second Advisor

Dr. Abdel-Hamid I. Mourad

Third Advisor

Dr. Nayef Mohamed Ghasem

Abstract

In this study, focus was made on the formulation and development of polymer-filler composite as an insulating material using local natural Emirati shale as a filler. Unsaturated polyester resin was blended with the filler with a given polymer/filler ratio and then transformed into solid upon thermo-set process. Three different filler sizes are used, size 1 <100μ, size 2 (100μ - 200μ) and size 3 (200μ - 300μ). The solid samples produced were then characterized in terms of physical– microstructural properties (i.e., bulk density, water absorption, and resistance to chemical reagents), thermal properties (i.e. thermal conductivity and thermogravimetric analysis (TGA)) and mechanical properties (compressive strength, flexural strength and tensile strength). From the experimental work, it can be concluded that the natural Emirati shale can be utilized to manufacture stable and compatible composite materials that can be used as insulating material. The prepared samples showed improvement in mechanical properties over the commercial heat insulators and comparable with the other building materials. The material showed outstanding tensile strength (20 MPa to 40 MPa) compared with that for the thermal insulating materials (less than 1 MPa). On the other hand, the prepared composite materials exhibited low values of thermal conductivity. Sandwiching of composite in wall structures by one-third of the total thickness will significantly reduce the overall heat transfer coefficient in building walls and many industrial applications by at least 57%. Consequently, one would say that Emirati shale-based composites show good characteristics in terms of thermal conductivity, water retention and mechanical strength. In addition, with such cheap and abundant filler from natural resources, it vii shows a promising thermal insulating material both for domestic and industrial applications

Comments

في هذا البحث، تم التركيز على كيفية انتاج مركب خليط من البوليمر لاستخدامه كعازل الإماراتي المحلي كمادة (Shale) للحرارة في المباني وذلك باستخدام الصخر الطيني (Unsaturated تم خلط نسب مختلفة من راتنجات البوليستر الغير مشبعة .(Filler) مالئة مع مسحوق الصخر الطيني بنسب )بوليمر/ صخر طيني( مختلفة، ومن ثم Polyester) تحويل الخليط إلى مادة صلبة عبر تفاعل كيميائي منتج للحرارة. تم استخدام ثلاثة احجام مختلفة 200- من جسيمات الصخر الطيني )الحجم الاول > 100 ميكرون، الحجم الثاني بين 100 300 ميكرون(. تم دراسة مميزات العينات الصلبة - ميكرون والحجم الثالث للجسيمات من 200 الناتجة من خلال دراسة بعض من الخواص الفيزيائية )الكثافة، وامتصاص الماء، والمقاومة (Thermal Conductivity) للمواد الكيميائية( والخواص الحرارية )قابلية توصيل الحرارة (Compressive والخصائص الميكانيكية [قوة الضغط )TGA والتحليل الحراري من .[(Tensile Strength) وقوة الشد (Bending Strength) قوة الانثناء ،Strength) التجارب المنجزة في هذا البحث، فإنه يمكن استنتاج أن الصخر الطيني الإماراتي يمكن استخدامه كمادة طبيعية لتصنيع مركبات مستقرة ومتلائمة يمكن استخدامها كمواد عازلة حيث أظهرت العينات التي أعدت من خليط .(Thermal Insulation Materials) للحرارة البوليمر/صخر طيني تحسن في الخواص الميكانيكية وقابلة للمقارنة مع مواد البناء الأخرى. حيث أظهرت المواد قوة شد تتراوح بين ) 20 ميجا باسكال إلى 40 ميجا باسكال( مقارنة مع العوازل الحرارية المستخدمة تجاريا )أقل من 1 ميجا باسكال(. من ناحية أخرى، أظهرت المواد المركبة المنتجة قيم توصيل حراري منخفضة نسبيا. استخدام المركب المنتج في بناء ix الجدران والعديد من التطبيقات الصناعية كمادة حشو في هياكل البناء بنسبة الثلث من إجمالي سمك الهيكل يؤدي الى الحد بشكل كبير من معامل الانتقال الحراري الكلي بنسبة 57 ٪ على الأقل. ونتيجة لذلك، فإنه يمكن القول بأن المركب الناتج من استخدام الصخور المحلية الإماراتية (Water يظهر خصائص جيدة من حيث التوصيل الحراري، قابلية امتصاص الماء والقوى الميكانيكية. وبالإضافة إلى ذلك مادة رخيصة ومتوفرة من الموارد Absorption) الطبيعية، فإنه يدل على اكتشاف واعد لمادة عازلة حراريا سواء بالنسبة للتطبيقات المنزلية او الصناعية.

Share

COinS