اثر نانو ذرات سیلیکا بر خواص مکانیکی پلی اتیلن کلروسولفونه شده

در این پژوهش اثر مقادیر مختلف نانو و میکرو ذرات سیلیکا(phr20-0) بر خواص مکانیکی و گرمایی لاستیک پلی اتیلن کلروسولفونه شده مورد بررسی قرار گرفت. آمیزه های لاستیکی با استفاده از آسیاب دو غلتکی به مدت20 دقیقه تهیه شدند. پخت آمیزه های لاستیکی در دمای ?155 در پرس هیدرولیک آزمایشگاهی انجام شد. استحکام کششی، تغییر طول در نقطه شکست، مدول، مانایی فشاری، سختی و مقاومت سایشی اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که ویژگی های پخت ( گشتاور اختلاط و سرعت پخت) نمونه های پر شده با نانو ذرات سیلیکا از مقادیر بالاتری در مقایسه با نمونه های پر شده با میکرو ذرات سیلیکا برخوردار است و همچنین نمونه های حاوی phr5 میکرو ذرات سیلیکا و phr15 نانو ذرات سیلیکا در میان همه نمونه های پرشده دارای مقادیر بالاتری از ویژگی های پخت می باشند. زمان پخت 90% در نمونه پرشده با نانوذرات سیلیکا، از مقادیر کمتری در مقایسه با نمونه های پر شده با میکروذرات سیلیکا برخوردار است. نتایج حاصل از آزمون کشش سنجی نشان داد که دو نمونه حاوی phr5 میکرو ذرات سیلیکا و phr15 نانو ذرات سیلیکا، دارای استحکام نهایی کششی به ترتیب 1/8% و 2/43% بالاتر از نمونه فاقد ذرات پرکننده بود. سختی و مدول همواره با افزایش غلظت هر دو پرکننده افزایش می یابد و دارای مقادیر بالاتری در نمونه پرشده با نانو ذرات سیلیکا می باشد. نتایج حاصل از آزمون تورم نشان داد که با افزایش غلظت هر دو پرکننده، میزان تورم با گذشت زمان کاهش می یابد، از طرفی افزایش چگالی اتصالات عرضی را به همراه داشت که در نمونه های پرشده با نانو ذرات سیلیکا از شدت بالاتری در مقایسه با نمونه های پر شده با میکرو ذرات سیلیکا برخوردار می باشد. تصاویر sem نیز حضور کلوخه ها و حفره های کمتری را در دو نمونه حاوی phr5 از میکرو ذرات سیلیکا و phr15 از نانو ذرات سیلیکا در بستر رابری در مقایسه با دیگر نمونه ها نشان می دهد. در ادامه با ثابت گرفتن مقدار phr5 از میکرو ذرات سیلیکا، اثر سه غلظت مختلف (phr15،10،5) از نانو ذرات سیلیکا بر خواص ذکر شده نمونه های ترکیبی بررسی شده است. استحکام نهایی کششی نمونه ترکیبی حاوی phr5 نانو ذرات سیلیکا، حدود4/27% نسبت به نمونه فاقد ذرات پرکننده افزایش داشت. خواص بدست آمده از این نمونه ترکیبی بسیار مشابه با خواص حاصل از نمونه حاوی phr10 نانو ذرات سیلیکا می باشد بنابراین استفاده از نمونه ترکیبی بسیار مقرون به صرفه تر به نظر می رسد. در مرحله بعد از این تحقیق با دستیابی به نمونه دارای بهترین خواص( نمونه حاوی phr15 نانو ذرات سیلیکا)، اثر 50% و 100% اصلاح سطح نانو ذرات بر خواص مکانیکی این نمونه بررسی شد و افت خواص را نشان داد. نتایج حاصل از ارزیابی گرماسنجی- وزنی (tga) نشان می دهد که در سه نمونه حاوی phr15 نانو ذرات سیلیکا، phr5 میکرو ذرات سیلیکا و همچنین نمونه ترکیبی حاوی phr5 نانو ذرات سیلیکا، دمای 5% اتلاف وزن به ترتیب ?c 52/2، 9/3 و 1/5، همچنین دمای 30% اتلاف وزن نیز به ترتیب?c 4/50، 8/15 و 2/27 افزایش می یابد. در نهایت نمونه حاوی phr15 نانو ذرات سیلیکا به عنوان نمونه دارای بهترین خواص حرارتی و کششی معرفی شد و بر روی غلتک پوشش داده شد.