بررسی تجربی دینامیک فوم شدن و ریزساختار سلولی نانوکامپوزیتهای پلی استایرن/نانوسیلیکا/نرمال پنتان

در این تحقیق دینامیک فوم شدن و ریزساختار سلولی پلی‌استایرن و نانوکامپوزیتهای پلی‌استایرن/ نانوسیلیکا حاوی عامل فوم‌زای نرمال پنتان مورد ارزیابی قرار گرفت. برای بررسی دقیق نحوه ایجاد و رشد حباب‌ها در نمونه‌ها از مشاهدات مستقیم تصویربرداری میکروسکوپی درجا استفاده شده و فرآیند فوم‌شدن آن‌ها در سیستم ناپیوسته بررسی گردید. نانوکامپوزیت‌ها به روش اختلاط محلولی تهیه گردیدند و رفتار رئولوژیکی آنها توسط آزمون رئومتری ارزیابی شدند. برای تعیین کشش سطحی نمونه‌ها از آزمون زاویه تماس استفاده گردید. حضور نانوذرات سیلیکا منجر به کاهش زاویه تماس و افزایش کشش سطحی نمونه ها گردید. برای بررسی دینامیک فوم شدن نمونه‌ها، فیلم‌هایی به ضخامت 200 میکرومتر درون محفظه دما و فشار بالا با نرمال پنتان اشباع گردیدند و مقدار عامل فوم‌زای یکسانی در همه نمونه ها وارد شد. دینامیک فوم‌شدن توسط سامانه طراحی شده مورد مطالعه قرار گرفت. اثر دما بر روی دینامیک فوم‌شدن نمونه‌ها که همگی حاوی %3 وزنی نرمال‌پنتان بودند، بررسی گردید. با وجود این که نرخ هسته‌گذاری و رشد حباب در نمونه‌ها با افزایش دما از ºC140 به ºC160، تقریباً دو برابر گردید، اما توزیع اندازه‌ی سلولی پهن‌تری مشاهده شد. در نمونه‌های نانوکامپوزیتی، هسته‌گذاری نسبت به پلی‌استایرن افزایش یافته و زمان شروع هسته‌گذاری کاهش یافته است. با افزایش مقدار گاز نرمال پنتان در نمونه‌ها به %5 وزنی، میزان هسته‌گذاری در نمونه‌های نانوکامپوزیتی مختلف نسبت به پلی‌استایرن افزایش چشمگیری یافت. برای بررسی ریزساختار نهایی نمونه‌ها، تصاویر SEM تهیه شد و نتایج نشان داد که نانوذرات سیلیکا، ریزساختار نهایی سلول‌ها را یکنواخت‌تر کرده است.