بررسی تأثیر گرافن بر خواص مکانیکی و بلورینگی کامپوزیتهای پلی پروپیلن/الیاف شیشه کوتاه

در تحقیق حاضر، خواص مکانیکی و گرمایی نانوکامپوزیت­های سه­تایی پلی­پروپیلن، الیاف شیشه کوتاه و نانوصفحات­ گرافن مورد بررسی قرار گرفته است. گروه‌های مختلف ترکیبات شامل 10، 20 و 30 درصد وزنی الیاف شیشه و همچنین 0، 1 و 2 درصد وزنی گرافن توسط یک مخلوط­کن داخلی تهیه شدند. سپس نمونه­های استاندارد آزمون کشش و ضربه با استفاده از دستگاه پخت به دست آمدند. برای تعیین خواص مکانیکی، از آزمون کشش تک محوری و آزمون ضربه شارپی و برای تعیین دماهای ذوب و تبلور و درصد بلورینگی از آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی(DSC) استفاده شد. همچنین ریزساختار نمونه­ها به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) مطالعه شد. تصاویر SEM به دست آمده نشان دادند که حضور گرافن باعث بهبود چسبندگی بین الیاف و زمینه شده است. مشاهده شد که نمونه­های با الیاف شیشه بیشتر، مدول الاستیک و استحکام ضربه بالاتری دارند و حضور گرافن در ترکیب نمونه­های با الیاف شیشه 10% و 20% وزنی، باعث افزایش مدول می­شود. استفاده از 1% وزنی گرافن باعث افزایش استحکام کششی و ضربه و درصد ازدیاد طول تا شکست شد، در حالی که حضور 2% وزنی گرافن کاهش استحکام و ازدیاد طول را در پی داشت. نتایج آزمون DSC نشان داد که افزودن گرافن به ترکیب پلی­پروپیلن با 10% الیاف شیشه، باعث افزایش دمای تبلور می­شود. همچنین حضور 1% گرافن، درجه بلورینگی را کاهش داد.