ساخت کامپوزیت پلی پروپیلن/ نانو کلی/تالک و بررسی خواص رئولوژیکی، مکانیکی و دینامیکی

چکیده تمام نما این پژوهش به ساخت کامپوزیت پلی پروپیلن/نانو کلی/تالک و بررسی خواص رئولوژیکی، مکانیکی و دینامیکی آن اختصاص دارد. در تهیه نمونه های کامپوزیتی از پلی پروپیلن همو پلیمر (pp)، پلی پروپیلن گرافت شده با مالئیک انیدرید (mapp) ، cloisite 15a و تالک استفاده گردید. برای بررسی تغییرات خواص آمیزه های هیبریدی (حاوی تالک و نانوکلی با هم)، سه نوع آمیزه مورد مطالعه قرار گرفت. این آمیزه ها عبارت بودند از: آمیزه پایه شامل pp و آمیزه pp/mapp، آمیزه حاوی تالک و آمیزه حاوی نانوکلی. همه آمیزه ها با استفاده از اکسترودر دو مارپیچه تهیه گردیدند. در تهیه آمیزه ها از مستربچ نانوکلی با mapp به نسبت 1:1 استفاده شد. نمونه سازی برای بررسی خواص از طریق اکسترودر تک مارپیچه انجام شد. آزمون waxd نشان داد که آمیزه حاوی 1 قسمت در 100 وزنی نانوکلی بیشترین افزایش فضای بین لایه ای نانوکلی را در بین آمیزه های حاوی نانوکلی دارد. افزایش میزان نانوکلی به 5 قسمت در 100 وزنی موجب کاهش فضای بین لایه ای گردید. بر اساس تصاویر tem توزیع و پراکنش نانو کلی و تالک در همه آمیزه ها مطلوب بود است اما بیشترین افزایش در فضای بین لایه ای نانوکلی مربوط به آمیزه هیبریدی حاوی 5 قسمت در 100 وزنی mapp ، 3 قسمت در 100 وزنی نانوکلی و 15 قسمت در 100 وزنی تالک است. در آزمون رئولوژی چهار عامل مورد ارزیابی قرار گرفت. مقادیر نمودارهای g’، g”، ?* و ضریب اتلاف نسبت به فرکانس، وابستگی این مقادیر به فرکانس، تناسب رفتار الاستیک نسبت به ویسکوز و مقادیر نسبی g’، g”، ?* و ضریب اتلاف آمیزه ها نسبت به هم سنجیده شد. اثرگذاری نانوکلی در رفتار آمیزه هیبریدی حاوی 5 قسمت در 100 وزنی mapp ، 4 قسمت در 100 وزنی نانوکلی و 10 قسمت در 100 وزنی تالک بیشتر از دیگر آمیزه ها بود. بطور کلی رفتار آمیزه های حاوی نانوکلی الاستیک تر از رفتار آمیزه های فاقد نانو کلی بود. رفتار آمیزه های با 1 قسمت در 100 وزنی نانوکلی مغایر با اثرات مشاهده شده از آمیزه های حاوی نانوکلی و بیشتر تابع میزان تالک بود. در آزمون کشش آمیزه حاوی 5 قسمت در 100 وزنی mapp ، 4 قسمت در 100 وزنی نانوکلی و 10 قسمت در 100 وزنی تالک حاوی خواص بهتری نسبت به آمیزه های دیگر بود. در آزمون dmta آمیزه حاوی 5 قسمت در 100 وزنی mapp ، 4 قسمت در 100 وزنی نانوکلی و 10 قسمت در 100 وزنی تالک ضمن داشتن ضریب اتلاف کم از مدول ذخیره بیشتری نسبت به آمیزه های دیگر بر خوردار بود. آمیزه حاوی 5 قسمت در 100 وزنی mapp و 30 قسمت در 100 وزنی تالک بیشترین مدول ذخیره و بیشترین ضریب اتلاف را نشان داد. tg آمیزه ها از طریق رسم مشتق g’ نسبت به t برحسب t بدست آمد. آمیزه هیبریدی بیشترین کاهش را در tg از خود نشان دادند. همه این آزمون ها اثر هم افزایی و انحراف مثبت از قانون مخلوط ها را در آمیزه حاوی 5 قسمت در 100 وزنی mapp ، 4 قسمت در 100 وزنی نانوکلی و 10 قسمت در 100 وزنی تالک نشان می دهند. این پدیده محتملاً به دلیل اثر القاء برش (shear induced effect) بر زنجیر پلیمر و نفوذ آن به درون لایه های نانوکلی و افزایش فضای بین لایه ای و سرانجام ورقه ای شدن نانوکلی در آمیزه است.