بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش مورفولوژ، پایداري حرارتی و رفتار بلورینگی نانوکامپوزیت پلی پروپیلن/ پلی آمید تقویت شده با گرافن اکساید در حضور و عدم حضور سازگار کننده - PP-G-MA - در شرایط اختلاط مختلف مورد بررسی قرار گرفت. آزمون SEM براي بررسی مورفولوژي و از آزمون هاي DSC، TGA براي بررسی بلورینگی و پایداري حرارتی این نانوکامپوزیت ها استفاده شد. نتایج حاصل از آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - نشان داد در آلیاژ PP/PA6/GO اثر چسبندگی سطحی ضعیف بین فاز پراکنده و ماتریس دارد با این حال، استفاده از PP-G-MA باعث پراکندگی بهتر و بهبود چسبندگی سطحی می شود. همچنین نتایج بررسی خواص حرارتی نشان که شرایط خوراك دهی و مقدار سازگارکننده و مقدار نانوذره از جمله عوامل تاثیر گذار بر روي میزان بلورینگی، خواص مکانیکی و بهبود پایداري حرارتی نانو کامپوزیت می باشد.
کلمات کلیدي: نانو کامپوزیت، پلی پروپیلن، پلی آمید، گرافن اکساید، PP-G-MA ، شرایط اختلاط
-1 مقدمه
نانو کامپوزیت هاي پلیمري یکی از مهم ترین گروه از مواد پایه پلیمري هستند که دربخش ها ي مختلفی از صنعت استفاده میشوند. از این رو این گونه از مواد نانوکامپوزیت آلی و غیرآلی در چند سال اخیر مورد مطالعه محققین و توجه صنعتگران قرار گرفته است و دلیل اصلی آن بهبود خواص ماده پلیمري با افزودن مقادیر بسیار کم افرودنیها و پرکنندههایی مانند گرافن، خاك رس در مقایسه با خواص پلیمر خالص است.
پلی پروپیلن از پرمصرف ترین مواد پلیمري است که از پلیمریزاسیون پروپیلن در شرایط دما و فشار نسبتأ ملایم و در حضور کاتالیست زیگلرناتا تولید می شود. این ماده سه پیکر بندي فضایی مختلف دارد که عبارتاند از ایزوتکتیک، سندیوتکتیک و اتاکتیک. پلی پروپیلن داراي مقاومت بالا در برابر کشش، چگالی کم، سختی و مقاومت در برابر اسید و باز بوده و هزینه تولید آن نسبت به سایر ترموپلاستیکها کمتر است.این ماده در یک بازه گسترده از کاربردهایی شامل فیلم به منظور بسته بندي مواد غذایی، الیاف نساجی، تولید لوله و اجزا خودرو مورد استفاده قرار میگیرد.
پلی آمیدها - نایلون ها - جزو پلاستیک هاي مهندسی به حساب می آیند و به روش پلیمریزاسیون تراکمی یک دي آمین و یک اسید دو عاملی و یا پلیمریزاسیون آمینو اسیدها تولید میشوند. این پلیمرها داراي رشتههاي منظم و هم اندازه هستند که به همین خاطر بلورینگی زیادي از خود نشان میدهند. موادي چغرمه، با مقاومت سایشی بالا، ضربه پذیر، داراي مقاومت ترکیدگی بالا، مقاومت ترك خوردگی بالا در خم شدنهاي متوالی میباشند و مهمترین کاربرد آن در صنعت پارچه بافی است که از آن به عنوان الیاف مصنوعی استفاده میشود.
گرافن اکساید ماده اي تک لایه است که از اکسیداسیون پودر گرافیت با اکسیدکننده هاي بسیار قوي بدست می آید و داراي خواص بی نظیر مکانیکی و دمایی است و مساحت سطحی بسیار بالایی دارد و بخاطر اینکه گرافن از لحاظ شیمیایی به کربن نانوتیوپ شباهت داشته و به لحاظ ساختاري همانند خاك رس لایه اي میباشد، ویژگی مکانیکی، هدایت گرمایی و الکتریکی پلیمر را بهبود میبخشد. بدلیل سهولت تبدیل گرافن اکساید به گرافن، این ماده نظر بسیاري از دانشمندان را بخود جلب کرده و به اعتقاد بسیاري این ماده میتواند در تولید مواد منعطف و ارزان براي استفاده در صنعت الکترونیک استفاده شود.
بینگ لو و همکارانش[ 1 ] یک دسته جدید از مالئیک انیدرید اصلاح شده پلیمرهاي - PP-MA - PP را بررسی کردند.این محققان دریافتند که سازگاري تنها به ساختار سازگارکننده وابسته نیست که به صورت درجا با واکنش PP-MA با زنجیر پلی آمید تشکیل شود. در آلیاژ غنی از PP به صورت درجا سازگارکننده هایی که تشکیل می شوند به طور کلی بسیار مؤثر می باشند، بخصوص آن هایی که شامل PP-B-SMA با PP وزن مولکولی بالا و واحد MA متعدد میباشند.
هنگژي لئو و همکارانش[ 2 ] اثر مالیتد الاستومر گرمانرم - TPEg - را بر مورفولوژیکی آلیاژ پلی پروپیلن/پلی آمید6 بررسی کردند. آن ها دریافتند که آلیاژ PP/PA6/TPEg اثر چسبندگی سطحی ضعیفی را بین فاز پراکنده و ماتریس نمایش می دهد. با این حال، استفاده از TPEg باعث پراکندگی بهتر و بهبود چسبندگی سطحی میشود.
بنالیا کوئینی و همکارانش[ 3 ] به بررسی خواص مکانیکی، رفتار تأخیر دهنده آتش و مورفولوژي آلیاژ PP/PA66 با سازگارکننده PP-g-MAH و نانو رس اصلاح شده پرداختند. نتایج تحقیقات آنها نشان داد که افزایش لایه برداري از نانورس از نانوکامپوزیتها موجب شد که خواص تأخیر دهنده شعله به طور قابل توجهی بهبود یابد و همچنین تعادل خوبی از مقاومت به ضربه و تأخیر دهنده شعله براي نانوکامپوزیتها PP/PA66 در حضور سازگارکننده PP-g-MAH به دست آمد.
-2 مواد و روش تحقیق
-1-2 روش تولید نانو کامپوزیتها
به منظور تولید نانو کامپوزیت ها از یک مخلوط کننده داخلی که مدل آن در ادامه ذکر شده است استفاده شد، دور چرخنده 60 rpm ، زمان اختلاط براي تولید شش نمونه 8 دقیقه و یک نمونه نیز با زمان اختلاط 15 دقیقه و دماي فرآیند 230 درجه سانتیگراد تهیه شدند. در تهیه آلیاژها، مواد به ترتیب با فاصله زمانی دو دقیقه به درون محفظه مخلوطکن تغذیه شدند.
