نانوكامپوزيت‌هاي هيبريدي پلي‌پروپيلن ˗ رس (ميكا)، اثر برهم‌كنش ذره ˗ زمينه بر رفتار بلورينگي و خواص مكانيكي

در اين رساله، نانوذرات ميكا با نسبت منظر بالا به عنوان تقويت‌كننده پلي‌پروپيلن جهت بهبود خواص مكانيكي آن استفاده شد. براي اين منظور، ميكا با استفاده از اصلاح‌كننده‌ي دي استون آكريل آميد، اصلاح ‌شد تا اثر متقابل صفحات سيليكاتي ميكا با زمينه‌ي پليمري را افزايش دهد. الگوهاي پراش اشعه ايكس نشان‌دهنده‌ي نفوذ مولكول‌هاي اصلاح‌كننده به داخل گالري ميكا است. سپس سازگاركننده‌ي پلي‌پروپيلن پيوندخورده به مالئيك ‌‌انيدريد بر سطح ميكاي اصلاح‎شده‌ (OMM) در دماهاي مختلف، 100، 120 و 130 درجه سانتيگراد پيوند زده شد. طيف‌ سنجي مادون قرمز تبديل فوريه براي توصيف OMM و ميكاي اصلاح‌شده و پيوندخورده‌ (OMGM) مورد استفاده قرار گرفت. از مقادير مختلف نانوذرات OMGM، صفر تا 3 درصد وزني، بمنظور تقويت خواص مكانيكي پلي‌پروپيلن استفاده شد. اثر مقدار OMGM بر روي رفتار بلورينگي و خواص مكانيكي نانوكامپوزيت‌هاي تهيه شده در يك دستگاه مخلوط‌‌‌كن داخلي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه نانوكامپوزيت حاوي 1 درصد وزني OMGM تهيه شده در دماي پيوندي 120 درجه سانتيگراد، مقاومت كششي، استحكام ضربه و پارامتر چقرمگي شكست (KIC)، را به ترتيب به ميزان 12، 58 و 5 درصد نسبت به نمونه‌ي خالص افزايش داد. بمنظور بررسي اثر نسبت منظر صفحات سيليكاتي از نانوذرات با نسبت منظر كمتر، Cloisite15A (C15A) بهمراه نانوذرات OMGM با نسبت منظر بالا استفاده شد. براي اين منظور مقادير مختلف C15A، صفر تا 3 درصد وزني، به نانوكامپوزيت حاوي OMGM با بالاترين خواص در فرآيند اختلاط اضافه شد و اثر مقدار آن بر رفتار بلورينگي و خواص مكانيكي نانوكامپوزيت‌هاي هيبريدي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد 5/0 درصد وزني C15A و 1 درصد وزني OMGM، مقاومت در برابر ضربه، چقرمگي شكست و مدول يانگ را به ترتيب 68، 2/6 و 12 درصد در مقايسه با پلي‌پروپيلن خالص افزايش مي‌دهد. علاوه بر اين، مدول الاستيك و تنش تسليم به ترتيب 12 و 5/14 درصد افزايش يافت. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني عبوري پراكندگي به نسبت خوب صفحات سيليكاتي را در نانوكامپوزيت هيبريد نشان داد، در مقابل افزايش بيشتر مقدار نانوذرات سبب تجمع ذرات و كاهش مقاومت در برابر ضربه گرديد. همچنين اثر حضور ذرات الاستومري كوپليمر اتيلن -1-بوتن (EBR) در نانوكامپوزيت‌ هيبريدي حاوي 1 درصد وزني OMGM و 5/0 درصد وزني C15A مورد بررسي قرار گرفت. اثر مقدار EBR بر رفتار بلورينگي و خواص مكانيكي مورد بررسي قرار گرفت. حضور ذرات EBR تأثير چنداني بر دماي ذوب و بلورينگي نانوكامپوزيت‌هاي هيبريدي نشان نداد. افزودن EBR به پلي‌پروپين خالص افزايش قابل توجه ضربه‌پذيري و كاهش مدول يانگ را بهمراه داشت، اما افزودن 7 درصد وزني EBR به نانوكامپوزيت هيبريدي حاوي 1 و 5/0 درصد وزني از OMGM و C15A بدون كاهش محسوسي در مدول يانگ، مقاومت ضربه را 30 درصد افزايش داد.

191066

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي

دكتر محمدرضا مقبلي