مدلسازی و مطالعه رئولوژی و ریخت شناسی آلیاژهای pa6/abs و اثر نانورس بر خواص حرارتی آن

در این مطالعه خواص رئولوژیکی و ریخت شناسی آلیاژهای پلی آمید6/اکریلونیتریل بوتادین استایرن (pa6/abs) مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین اثر نانورس بر مقاومت گرمایی و اشتعال پذیری نانوکامپوزیت های این آلیاژ مطالعه شد. فرآیند اختلاط کلیه آلیاژها با ترکیب 0، 10، 25، 50، 75، 90 و 100 درصد وزنی پلی آمید (pa6) ونانوکامپوزیت آنها که حاوی 3 درصد نانورس بود، در اکسترودر دومارپیچ در شرایط یکسان انجام شد. خواص ویسکوالاستیک خطی و ریخت شناسی همه آلیاژها بهمراه مقاومت گرمایی و اشتعال پذیری نانوکامپوزیت آنها بترتیب با استفاده از رئومتر دینامیکی (rms)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، وزن سنجی حرارتی (tga) و تعین شاخص حدی اکسیژن (loi)، مورد سنجش قرار گرفت. در قسمت اول این پژوهش، اثر ترکیب درصد آلیاژ بر رئولوژی و ریخت شناسی آن بررسی شد. رفتار رئولوژیکی pa6 رفتاری نیوتنی بود. اکریلونیتریل بوتادین استایرن (abs) بعلت دارابودن ذرات رابر و تشکیل ساختار سه بعدی، در منحنی مدول ذخیره- فرکانس خود، در فرکانس های پائین، سکوی ثانویه ای نشان می داد که بیانگر تنش تسلیم آن بود. این رفتار در همه آلیاژهای غنی از abs هم قابل مشاهده بود. ویسکوزیته و مدول ذخیره و اتلاف abs در همه فرکانسها از pa6 بیشتر بود و با اضافه شدن pa6 افت می کرد. مقایسه ویسکوزیته مختلط آلیاژها با قانون مخلوطها، نشان داد که در همه ترکیب درصدها انحرافی منفی وجود دارد، این انحراف بیانگر این است که در شرایط فرآیندی، رفتار لغزندگی بین لایه ای اجزاء، بر رفتار شبه امولسیونی غالب است. افزایش الاستیسیتی آلیاژهای غنی از pa6 با افزایش فرکانس، بیشتر از آلیاژهای غنی از abs است، که بعلت آرایش یافتگی بالاتر این پلیمر در اثر نرخ برشی است. تنش بین-سطحی اجزای آلیاژ pa6/abs با معادله هارمونیک مورد محاسبه قرار گرفت. سپس رفتار رئولوژیکی آن، با مدل های رئولوژیکی پالی یرن و زنر مطابقت داده شد. نتایج این برازش، منجر به پیش بینی رفتار رئولوژیکی آلیاژها درمحدوده وسیعی از فرکانس و ترکیب درصد اجزای آلیاژ شد. مطالعات ریخت شناسی نشان داد، آلیاژ حاوی 50 درصد pa6 ساختاری بهم پیوسته داشته و سایر آلیاژها ساختار بستر- فاز پراکنده ذره ای دارند. اندازه ذرات فاز پراکنده با تئوری تیلور پیش بینی شد که با نتایج مطالعات ریخت-شناسی و محاسبات نرم افزاری همخوانی داشت. در بخش دوم این پژوهش، مقاومت گرمایی و اشتعال پذیری نانوکامپوزیت های حاوی 25 و 75 درصد pa6 مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهدات نشان داد، مقاومت گرمایی نانوکامپوزیتها نسبت به آلیاژهای خالص بهبود یافته است، اما مقاومت اشتعال پذیری آنها تغیر چندانی نکرده است و ذرات نانو فقط موجب تغیر رفتار سوختن آلیاژها می-شود.