بهینه‌سازی خواص سدگری گاز در نانوکامپوزیت‌های بر پایه پلی‌اتیلن پرچگالی-نانوخاک‌رس با روش سطح پاسخ

فرضیه: مخزن‌های سوخت پلیمری وزن بسیار کمتری در مقایسه با نوع فلزی دارند. اما، در این مخزن‌های سوخت، به کاهش چشمگیر تبخیر بنزین نیاز است. استفاده از نانوذرات و تهیه نانوکامپوزیت پلیمری می‌تواند راه‌حل مؤثری برای دستیابی به ماده‌ای با خواص مکانیکی، فرایندی و تراوایی تنظیم‌پذیر باشد. نانوخاک‌رس صفحه‌ای قابلیت زیادی در افزایش خواص سدگری پلیمرها ایجاد می‌کند و نوع سازگارکننده نقش مهمی در نحوه پراکنش نانوخاک‌رس دارد.  روش‌ها: نمونه‌های نانوکامپوزیتی با روش آمیخته‌سازی مذاب در اکسترودر دوپیچی تهیه شدند. برای یافتن فرمول‌بندی بهینه، اثر عوامل مختلفی همچون مقدار نانوخاک‌رس و سازگارکننده، نوع سازگارکننده و سرعت اکستروژن با روش سطح پاسخ بررسی شد. بهینه‌سازی براساس دستیابی به حداقل مقدار گازتراوایی، استحکام ضربه‌ای مناسب و شاخص جریان مذاب مناسب انجام شد.یافته‌ها: به‌طور کلی، با افزایش مقدار نانوخاک‌رس، خواص سدگری بهبود یافت. در حالی که برای سازگارکننده، مقدار بهینه‌ایی وجود داشت. بهینه‌سازی نتایج مشخص کرد، نمونه دارای wt %6 نانوخاک‌رس (کلویزیت 20A) و wt %10 سازگارکننده پلی‌اتیلن پیوندخورده با مالئیک انیدرید، خواص بهینه دارد. در واقع، در این نمونه تعادل بهینه‌ای میان خواص مختلف وجود داشته و ساختار کاملاً ورقه‌ای از صفحه‌های نانوخاک‌رس حاصل شده است. از سوی دیگر، موم پلی‌اتیلن اکسیدشده با گرانروی زیاد، کمترین مقدار تراوایی را ‌نشان داد. اما، مقدار استحکام ضربه‌ای و شاخص جریان مذاب آن غیرقابل قبول بود. نمونه‌های نانوکامپوزیت دارای موم پلی‌اتیلن اکسیدشده با گرانروی کم، کمترین مقدار کاهش در گازتراوایی را نشان دادند.