اثر نانوذرات سیلیکاتی بر خواص مکانیکی و عبورپذیری فیلم آلیاژ ldpe/lldpe

فیلم های پلی اتیلنی، کاربرد وسیعی در صنایع بسته بندی دارند. بهبود خواص مکانیکی و عبور پذیری فیلم های پلی اتیلنی می تواند موجب توسعه کاربرد آن ها در صنایع بسته بندی دارویی، الکترونیکی و همچنین بسته بندی مواد غذایی حساس به اکسیژن شود. از آنجاکه آلیاژ کردن پلی اتیلن یک راه مناسب در جهت بهبود خواص آن می باشد، آلیاژ ldpe با فرایندپذیری عالی و lldpeبا خواص مکانیکی بالا، یک ترکیب پرکاربرد در صنایع فیلم های بسته بندی است. راه موثر دیگر در جهت بهبود خواص استفاده از نانوپرکننده ها می باشد. تا کنون نانوذرات متعددی شناخته شده اند که قابلیت افزوده شدن به پلیمر و بهبود خواص آن را داشته باشد. ولی، صنایع بسته بندی بر روی استفاده از جامدات غیر آلی لایه ای مانند سیلیکات ها تمرکز کرده اند. سیلیکات های لایه ای به دلیل در دسترس بودن، قیمت پایین و فرایند پذیری آسان بسیار مورد توجه می باشند. تا کنون سه راه جهت تولید نانوکامپوزیت های پلی الفین نانورس پیشنهاد شده است: پلیمریزاسیون درجا، روش محلول و اختلاط مذاب. از این میان، اختلاط مذاب آسانترین و به صرفه ترین روش برای تولید نانوکامپوزیت ها می باشد. به منظور اختلاط مذاب پلی الفین غیر قطبی با نانورس قطبی، لازم است که ابتدا سطح نانورس اصلاح شود تا تفاوت قطبیت بین دو جزءکاهش یابد. در این پژوهش به منظور بهبود خواص فیلم آلیاژ ldpe/lldpe از مونت موریلونیت اصلاح شده با مواد آلی (cl 15a)به همراه پلی پروپیلن و پلی اتیلن پیوند خورده با درصد زیادی مالئیک انیدرید به عنوان سازگارکننده برای افزایش برهمکنش بین سطحی آلیاژ و نانورس استفاده شد. هدف از این پژوهش، بررسی اثر مونت موریلونیت اصلاح شده با مواد آلی بر روی خواص مکانیکی و عبورپذیری فیلم نانوکامپوزیت آلیاژ ldpe/lldpe می باشد. به منظور بررسی اثر روش اختلاط روی خواص، نانوکامپوزیت ها به دو روش به صورت مذاب تهیه شدند. در روش اول، مواد در یک اکسترودر دو مارپیچ دوبار مخلوط شدند در روش دوم، اجزا ابتدا در یک مخلوط کن داخلی و سپس در اکسترودر دو مارپیچ مخلوط شدند. امکان دستیابی به نانوکامپوزیتی با ساختار ورقه ای، در حضور دو نوع سازگارکننده pegma و ppgma بررسی شد. پس از انتخاب روش موثر جهت اختلاط و سازگارکننده مناسب، بر اساس نتایج آزمون شاخص جریان مذاب و پراش پرتوی ایکس، نمونه های نانوکامپوزیت با مقادیر مختلف نانورس تهیه و به صورت فیلم دمشی شکل دهی شدند. خواص مکانیکی فیلم ها در دو جهت محوری و محیطی مطالعه شد. میزان عبور گاز از فیلم ها نیز، از روش حجم ثابت- فشار متغیر اندازه گیری شد. نتایج آزمون شاخص جریان مذاب و پراش پرتوی ایکس نشان داد که روش اختلاط دوم و سازگارکننده ppgma پراکنش بهتری از نانورس را در ماتریس آلیاژ ایجاد می کنند. نمودار xrd نانوکامپوزیت حاوی phr1 نانورس پیک پهنی را نشان داد که بیانگر حالت نسبتاً ورقه ای است و پیک مربوط به سایر نمونه ها، به زوایای کمتر انتقال یافت که نشانگر نانوکامپوزیت با ساختار لایه ای می باشد. نتایج عبورپذیری اکسیژن نشان می دهد که افزودن نانورس، میزان عبورپذیری را به طور مشخصی کاهش می دهد. عبورپذیری اکسیژن در فیلم نانوکامپوزیت حاوی phr 4 به اندازه 38% نسبت به آلیاژ کاهش یافته است. افزودن نانورس، همچنین موجب افزایش مدول کششی فیلم در هر دو جهت محوری و محیطی شد، بدون آنکه تغییری در میزان ازدیاد طول ایجاد کند. با استفاده از نتایج عبورپذیری و مدول کششی بر اساس مدل نیلسون و رابطه هالپین – تسای تعداد صفحات نانورس در هر بلوک آن در ماتریس آلیاژ محاسبه شد. این دو مدل تعداد صفحات را بین 2 و 3 گزارش کردند که درجه بالایی از پراکنش مونت موریلونیت در نانوکامپوزیت را نشان می دهد. کلمات کلیدی: پلی اتیلن سبک، پلی اتیلن سبک خطی، نانوکامپوزیت، مونت موریلونیت، خواص عبورپذیری گازی،