بررسی خواص ویسکوالاستیک نانوکامپوزیت نایلون6/خاک رس

استفاده روز افزون از مواد پلاستیکی در صنعت و به خصوص به عنوان جایگزین فلزات تحقیقات گسترده در مورد خواص فیزیکی و مکانیکی این مواد را طلب می کند. در چند دهه اخیر تلاش برای نزدیک ساختن خواص مواد پلیمری به فلزات، از یک سو باعث پیدایش پلاستیک های صنعتی و از سوی دیگر مواد کامپوزیتی شده است. در سالهای اخیر نانو فیلرها با تاثیر شگرف بر خواص فیزیکی مکانیکی پلیمرها توجه محققین بسیاری را در سراسر جهان برای تولید نسل جدیدی از کامپوزیت ها به خود جلب کرده اند. رفتار ویسکوالاستیک در مواد پلیمری یکی از تفاوت های عمده خواص این مواد با فلزات است، لذا این تحقیق سعی در بررسی اثر افزودنی نانو فیلر خاک رس بر رفتار ویسکوالاستیک پلی آمید6 دارد. در ابتدا آمیزه پلی آمید6/خاک رس با درصد وزنی بالا افزودنی (مستربچ) به روش اختلاط مذاب، توسط دستگاه مخلوط کن داخلی تولید شد. در مرحله دوم مخلوط حاصل از مرحله اول با استفاده از درصدهای وزنی مختلف پلی آمید6 خالص توسط دستگاه اکسترودر دو ماردونه رقیق شده سپس مخلوط حاصل به جهت بررسی تشکیل ساختار نانو کامپوزیت تحت آزمون هایtem ,sem ,xrd قرار گرفت. آزمون های مکانیکی (کشش و رهایش) و آزمون dmta جهت بررسی تاثیر مقدار افزودنی نانورس و میزان ورقه ورقه شدگی آن بر رفتار ویسکوالاستیک ماتریس پلیمری انجام پذیرفت. انجام آنالیز حساسیت بر روی نتایج آزمون کشش نسبت به سرعت کششی مشخص کرد، علی رغم افزایش هم گام مدول الاستیسیته و تنش تسلیم با افزایش درصد وزنی نانورس، حساسیت ماده نسبت به نرخ کرنش در حالت ورقه ورقه شده کامل به نحو بارزی با افزایش درصد وزنی نانورس کاهش می یابد، در حالی که این تاثیر در صورت باز نشدن کامل صفحات نانورس از هم به اندازه نمونه های ورقه ورقه شده نمی باشد و نیز به نظر می رسد این میزان به ازای درصدهای بالاتر افزودنی نانو به یک میزان حدی میل کند. این رفتار می تواند به علت تاثیر اصلاح کننده سطحی لایه های رس به عنوان یک نرم کننده باشد. تحلیل نتایج آزمون رهایش و آزمون دینامیکی – مکانیکی - حرارتی با استفاده از معادله ویچرت نشان داد که حضور نانورس در ماتریس پلیمری بر هر دو رفتار ویسکوز و الاستیک پلیمر پایه تاثیر گذار است. تاثیر ورقه ورقه شدن کامل نانورس بر رفتار الاستیک به مراتب بیشتر از تاثیر آن بر رفتار ویسکوز می باشد. در حالت ورقه ورقه شده با افزایش درصد وزنی افزودنی نانورس ثوابت زمانی معادله ویچرت به سمت زمان های کوچکتر سوق پیدا کرده و ثابت الاستیک مدل فوق افزایش می یابد. در صورت تشکیل ساختار بین لایه ای و کمرنگ شدن تاثیر نانورس بر رفتار الاستیک، تقویت فاز ویسکوز بیشتر نمایان می شود. حضور اصلاح کننده های سطحی آزاد نیز تشدید کننده حالت فوق است. دمای انتقال شیشه ای در نمونه های ورقه ورقه شده با افزایش در صد وزنی نانورس به سمت دماهای پایین سوق پیدا می کند. در نمونه های بین لایه ای افزایش درصد وزنی نانورس منجر به افزایش در دمای شیشه ای می شود.