مطالعه تجربی اثر افزودن نانو ذرات سیلیکا و کربنات کلسیم بر خواص مکانیکی و اعوجاج در نانوکامپوزیتهای پلی آمید-6

در این تحقیق با انجام آزمایشات تجربی، اثر افزودن نانو ذرات کربنات کلسیم و سیلیکا بر روی خواص مکانیکی پلی آمید-6 مطالعه شده است. برای این منظور پنج کامپوند مختلف با درصدهای وزنی 5/2% ، 5% ، 5/7% و 10% از نانو ذرات کربنات کلسیم و 5% از نانو ذرات سیلیکا توسط روش ذوبی و با دستگاه اکستروژن دو ماردونه آماده گردید. جهت تهیه نمونه های مورد نیاز برای آزمونهای مکانیکی، از یک دستگاه تزریق پلاستیک پیشرفته، و همچنین قالب های تزریق نمونه های استاندارد آزمون های کشش، ضربه و خمش استفاده شد. نمونه های مربوط به آزمون های کشش، ضربه و خمش به ترتیب بر اساس استانداردهای astm d-638، astm d-256 و astm d-790 قالبگیری شدند. نتایج مربوط به آزمون های کشش نشان داد که افزودن نانو ذرات در زمینه پلی آمید-6 باعث افزایش 3% تا 5/6% در مقدار مدول کششی شده است. حضور نانو ذرات کربنات کلسیم در زمینه پلی آمید-6 موجب افزایش20% تا 145% در مقدار ازدیاد طول در نقطه شکست و حضور ذرات سیلیکا باعث یک افت 13% در میزان ازدیاد طول در نقطه شکست شد. علاوه بر این، نتایج آزمون های خمش نشان دهنده افزایش 8/4% تا 27% در مقدار استحکام خمشی در اثر حضور نانو ذرات کربنات کلسیم و سیلیکا می باشد. نتایج آزمون ضربه در حالتی که نمونه ها رطوبت گیری شدند حاکی از افزایش استحکام به ضربه در حضور نانو ذرات کربنات کلسیم می باشد. نتایج آزمون جذب رطوبت نشان دهنده کاهش میزان رطوبت جذب شده برای کامپوندهای پلی آمید6-کربنات کلسیم می باشد. آزمون های مکانیکی انجام شده روی نمونه های رطوبت گیری نشده، نشان دهنده تاثیر منفی رطوبت بر روی استحکام کششی و استحکام خمشی بوده ولی رطوبت موجب افزایش ازدیاد طول در نقطه شکست شد. آزمون های ضربه برای تمامی کامپوندها در حالتی که نمونه ها رطوبت گیری نشدند نشان داد، رطوبت تاثیر قابل ملاحظه ای در افزایش استحکام به ضربه دارد. در این تحقیق پراکندگی ذرات توسط تصاویر بدست آمده از میکروسکوپ الکترونی مشاهده شد. ارتقای خواص مکانیکی مشاهده شده در آزمایشات می تواند بدلیل تاثیر نانو ذرات بر درجه ساختار بلوری زمینه پلی آمید-6 باشد.