تهیه و مطالعه آلیاژهای راکتوری پلی پروپیلن و اتیلن پروپیلن رابر- بررسی مورفولوژیکی و تحلیل رئولوژیکی آن ها

در این تحقیق، آلیاژ پلی پروپیلن و لاستیک اتیلن پروپیلن با استفاده از روش داخل راکتور برای بالا بردن میزان ضربه پذیری آن، در حین پلیمریزاسیون ساخته شد و برای بررسی اثر این روش، ساختار و خواص محصول به دست آمده مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه با تغییر شرایط پلیمریزاسیون، آلیاژهایی با ساختار متفاوت تهیه شد. در یک دسته از آلیاژها، زمان کوپلیمریزاسیون تغییر کرده و اثر این تغییرات بر خواص نهایی محصول مورد بررسی قرار گرفت و دسته دیگر آلیاژهایی بودند که به دلیل افزودن مقادیر متفاوتی از هیدروژن در مرحله هموپلیمریزاسیون، ماتریس متفاوتی داشتند. اثر دیگری که می توان آن را زیر مجموعه تغییرات ماتریس در نظر گرفت، وجود درصد بسیارکمی از کومونومر در ماتریس بود تا بتوان بر اساس آن، اثر وارد کردن عامل بی نظمی در ساختار ماتریس و در نهایت اثر آن بر خواص آلیاژ را بررسی کرد. برای تعیین ساختار آلیاژسنتزی از آنالیز حرارتی(dsc)، طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه (ftir) و میکروسکوپ الکترونی (sem) استفاده شد. رفتار حرارتی، دینامیکی مکانیکی و همچنین خواص مکانیکی و مورفولوژی آلیاژ سنتزی نیز مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای بررسی بیشتر ساختار و تاثیر آن بر رفتار نهایی آلیاژ، فاز پراکنده و ماتریس جدا شده و خواص ویسکوالاستیک همه نمونه ها و اجزا آنان با استفاده از رئومتر با صفحات موازی مورد ارزیابی قرار گرفت و با استفاده از مدل های پیشنهادی برای سازگاری اجزا آلیاژهای امتزاج ناپذیر، برهم کنش بین اجزا نمونه ها با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج آزمون ها نشان داد که فاز لاستیکی در نمونه های سنتزی در درصدهای پایین کوپلیمر از توزیع مناسبی برخوردار است. مقایسه نمونه هایی که با شرایط مختلف سنتز شده اند نشان داد با افزایش اتیلن در ساختار و به تبع آن افزایش میزان کوپلیمرهای غنی از اتیلن، علاوه بر ظهور پیک تبلور جدگانه برای این کوپلیمرهار محدوده دمایی 120 تا 130 درجه سانتی گراد، مورفولوژی نیز تغییر یافته و نواحی آمورف به صورت حلقوی اطراف کوپلیمرهای غنی از اتیلن را گرفته اند. تغییر مورفولوژی اثر مستقیم روی رفتار رئولوژیکی آلیاژ داشته و سبب بروز پدیده تسلیم برای آلیاژهای حاوی کوپلیمرهای بلاکی غنی از اتیلن شده است. در ادامه با استفاده از مدل های رئولوژیکی میزان تنش برهم کنش میان اجزا آلیاژ محاسبه شد و در مقایسه با نتایج آزمون کشش می توان گفت برای نمونه هایی که میزان تنش برهم کنش آن ها029/0، 039/0 و 066/0 است درصد کشش تا نقطه پارگی در آزمون کشش آنها به ترتیب 1260، 1130 و 250 است. از آنجایی که سطح زیر منحنی تنش کرنش، معیاری از میزان چقرمگی ماده است، اینطور نتیجه گیری شد که افزایش میزان سازگاری نواحی پراکنده سبب افزایش میزان چقرمگی ماده شده که همان هدف اصلی از آلیاژ کردن پلی پروپیلن است. همچنین بطو کیفی می توان گفت حضور کوپلیمرهای غنی از اتیلن سبب کاهش میزان مدول بین سطحی اجزا آلیاژ شده و این افت در رفتار کششی نمونه مشهود است. از آنجایی که همه نمونه ها در تست ضربه رفتاری نشکن از خود نشان دادند، از میزان کشش نمونه تا نقطه پارگی به عنوان معیاری برای مقایسه میزان چقرمگی آن ها استفاده شده است. بطور کلی نتایج نشان داد که رابطه خطی برای ارتباط میان زمان کوپلیمریزاسیون و همچنین هیدروژن و رفتار مکانیکی مطلوب وجود ندارد و تعیین کننده اصلی، ساختار و اجزایی است که در حین واکنش تشکیل می شود که می تواند بر میزان سازگاری اجزا و نهایتا خواص محصول موثر باشد.