تحلیل تجربی خواص مکانیکی نانو کامپوزیت های سه تایی پلی پروپیلن/پلی اتیلن خطی چگالی پایین/نانو ذرات اکسید تیتانیوم

پلی پروپیلن(pp) یکی از پرمصرف ترین پلاستیک های موجود است. این ترموپلاستیک در کنار خواص نسبتا خوب مکانیکی، از مدول، چقرمگی و استحکام ضربه ای پایینی برخوردار است. که این موضوع در بعضی از کاربرد ها استفاده از pp را محدود ساخته است. که می توان با افزودن نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید(tio2) برخی از این خواص را بهبود بخشید. در این تحقیق نانوکامپوزیت هایی بر پایه ی pp/lldpe و نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید به وسیله ی روش اختلاط مذاب تهیه شدند. هدف از این مطالعه بررسی خواص مکانیکی، حرارتی و ریخت شناختی نانو کامپوزیت های مذکور است. به منظور دستیابی به این اهداف، طرح آزمایش تحقیق به کمک طرح box-behnken روش رویه پاسخ(rsm) انجام شد و بر اساس آن پلی اتیلن خطی چگالی پایین(lldpe) در سه سطح wt%20، wt%40 و wt%60، نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید در سه سطح 0wt%، wt%2 و wt%4 و عامل سازگارکننده ی sebs در سه سطح 0wt%، wt%3 و wt%6 به ماتریس پلیمری پلی پروپیلن(pp) افزوده شدند. پس از اینکه نمونه ها مهیا شدند، مورد آزمون های مکانیکی ضربه و کشش قرار گرفتند. برای بررسی تاثیر نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید بر دمای ذوب و دمای بلورینگی ترکیبات، نمونه ها به کمک روش dsc آنالیز حرارتی شدند. نتایج حاصل از آنالیز حرارتی نشان داد که افزودن نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم موجب افزایش دمای بلورینگی پلی پروپیلن (pp) می شود. از طرف دیگر افزودن این نانو ذرات نقطه ی ذوب ppو lldpe را اندکی افزایش می دهد.در گام دوم، نتایج حاصل از آزمون-های مکانیکی ضربه وکشش به کمک روش رو به پاسخ (rsm) آنالیز و مقایسه شدند. نتایج حاصل از این انالیز نشان می دهد که به طور کلی افزودن پلی اتیلن خطی چگالی پایین (lldpe) و عامل سازگارکننده sebs، استحکام ضربه ای و ازدیاد طول تا پارگی ترکیبات را افزایش داده و استحکام کششی و مدول الاستیک ترکیبات را کاهش می دهند. از طرف دیگر افزودن نانو ذارت دی اکسید تیتاتنیوم (tio2) اندکی مدول الاستیک و استحکام ضربه ای ترکیبات را افزایش داده و استحکام کششی را کاهش می دهد. در انتها، آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) جهت بررسی ریخت شناسی ترکیبات انجام شد. تصاویر حاصل از سطوح شکسته شده ی ترکیبات در نیتروژن مایع نشان می دهد که افزودن wt%2 نانو ذرات تقریبا با پراکندگی خوب انها در ماتریس همراه است. در صورتی که در برخی نمونه-های شامل wt%4 نانو ذرات، تجمع، کلوخه شدن و به هم چسبیده شدن نانو ذرات مشاهده می شود.