نانو کامپوزیتهای hdpe/pa6/evoh/nanoclay : تهیه، بررسی خواص مکانیکی، فرایندپذیری و ناتراوایی هیدروکربوری

در این تحقیق تولید نانوکامپوزیت چهار جزئی پلی اتیلن سنگین/پلی آمید6/کوپلیمر اتیلن وینیل الکل/نانوکلی به روش اختلاط در حالت مذاب و با هدف بهبود ناتراوایی در دستور کار قرار گرفت. با توجه به اینکه پلی اتیلن با هر سه جزء دیگر ناسازگار می باشد، از سیلانه کردن پلی اتیلن برای ایجاد سازگاری بین ماتریس و سایر اجزا استفاده شد. به این منظور از واکنش اکستروژنی در حضور وینیل تری متوکسی سیلان و آغازگر برای تولید پلی اتیلن سیلانه شده استفاده شده است. آزمون ftir، سنجش میزان شبکه ای شدن و شاخص جریان مذاب برای تشخیص موفقیت آمیز بودن واکنش سیلانی شدن و تعیین بهترین ترکیب و شرایط واکنش پیوند زنی به کار گرفته شده است. این محصول و همچنین پلی اتیلن اولیه سپس با مقادیر مشخص از هر کدام از اجزا یا ترکیبی از دو یا همه آنها در کامپاندر دومارپیچ همسوگرد در حالت مذاب مخلوط شده و آلیاژها و نانوکامپوزیتهای حاصل مورد مطالعه قرار گرفته اند. آزمونهای x-ray و tem برای سنجش میزان بازشدن لایه های نانوکلی و محل قرار گرفتن آنها، و عکس های sem برای مطالعه مورفولوژی بوجود آمده استفاده شده اند. آزمون رئومتر دینامیکی و dsc علاوه بر تعیین خصوصیات فرایندپذیری و حرارتی نمونه ها، امکان مطالعه جامع تر در ریزساختار آنها را فراهم نموده است. در نهایت خصوصیات مکانیکی، دمای تخریب حرارتی و نفوذپذیری نمونه ها در برابر اکسیژن و سیکلوهگزان به عنوان یک هیدروکربن غیرقطبی مشخص اندازه گیری شده و تغییرات ایجاد شده به ساختار هر نمونه مرتبط شده است. علاوه بر این تاثیر شبکه ای شدن نمونه های سیلانه شده در اثر قرار گرفتن در معرض رطوبت بر ریزساختار و سایر خواص نمونه ها نیز در نظر گرفته شده است. نتایج نشاندهنده موثر بودن ایجاد پیوندهای سیلانی برای سازگارسازی پلی اتیلن با هر دو پلیمر ناتراوای فاز پراکنده و همچنین ذرات نانوکلی می باشد. این مهم با بررسی تغییرات ایجاد شده در ریزساختار، خواص رئولوژی و سایر خواص اندازه گیری شده به اثبات رسیده است. آزمون آنیل کردن در این مرحله برای بررسی پایداری مورفولوژی بوجود آمده و تایید اثر سازگارکنندگی سیلانه کردن به کار گرفته شده است. این آزمون نشان می دهد که ساختار نمونه های تولید شده با پلی اتیلن سیلانه شده با زمان در دمای بالا تغییرات قابل توجهی نمی کند. مطالعه اثر حضور نانوکلی در آلیاژها نشان می دهد که این ذرات -بخصوص در نمونه های با ماتریس پلی اتیلن سیلانه شده- علاوه بر بهبود خواص حرارتی، مکانیکی و نفوذپذیری باعث تغییرات زیادی در ریزساختار آلیاژ حاصل و همچنین بهبود برهمکنش بین فازهای پلیمری می شوند. از سوی دیگر با توجه به اینکه شبکه ای شدن سیلانی در حالت جامد رخ می دهد، این عامل نه تنها باعث تغییر در ریزساختار آلیاژها نمی شود بلکه بهبود چشمگیری در خواص مکانیکی و ناتراوایی ایجاد خواهد کرد. در نهایت ضمن بررسی تاثیر همه عوامل و شرایط بر نفوذپذیری مشخص شده است که نانوکامپوزیت hdpe/pa6/evoh/nanoclay با ماتریس پلی اتیلن سیلانه شده همانند یک پلیمر ناتراوای دارای نرخ نفوذ بسیار پایین و با ساختار پایدار رفتار می کند و خواص حرارتی و مکانیکی خوبی از خود به نمایش می گذارد.