تهیه ترموپلاستیک الاستومر (سیلیکون رابر/پلی اتیلن) با روش اختلاط واکنشی، مطالعه مورفولوژی و خواص آن

هدف از انجام این پروژه تهیه یک آلیاژ جدید پلیمری از طریق پیوند زنی سیلیکون رابر به زنجیرهای پلی اتیلن در یک فرآیند اختلاط واکنشی و انجام پخت دینامیکی فاز لاستیکی در حین اختلاط و در نهایت تهیه یک ترموپلاستیک الاستومر ولکاییده به طریق فرآیند پیوند رنی و ولکانش فاز سیلیکون رابر می باشد. با این روش نه تنها سیلیکون رابر به پلی اتیلن پیوند می گردد بلکه یک مورفولوژی از نوع ماتریس -دیسپرش تشکیل می شود که کنترل کننده همه ویژگی های آلیاژ حاصل می باشد برای این منظور سه نوع پلی اتیلن hdpe، ldpe، lldpe و دو نوع سیلیکون رابر به نامهای sr110-2 و sr110-3 که ساختار شیمیایی آنها متشکل از پلی دی متیل سیلوکسان حاوی درصدی از گروه وینیل می باشد به کار گرفته شد. فرایند اختلاط آمیزه ها در یک مخلوط کن از نوع برابندر انجام شد. چگونگی تغییرات گشتاور ضمن اختلاط و همچنین مقدار سیلیکون رابر آزاد قابل استخراج و مقدار ژل تشکیل شده در آلیاژهای تهیه شده نشان داد که از میان سه نوع پلی اتیلن مورد استفاده، lldpe به دلیل داشتن جرم مولکولی مناسب و وجود تعداد زیادی کربن نوع سوم در ساختار آن استعداد بیشتری را برای ایجاد ماکرو رادیکال بر روی بدنه زنجیره هایش حین فرآیند اختلاط ترمو مکانیکی با سیلیکون رابر دارا می باشد که منجر به پیوند شدن زنجیره های سیلیکون رابر از طریق گروه های وینیلی آن بر روی زنجیره های پلی اتیلن و همچنین شبکه ای شدن فاز سیلیکون می گردد. وقوع واکنشهای ضمن اختلاط از طریق طیف سنجی توسط atr-ftir و گرماسنجی (dsc) پیگیری گردیده و بر اساس نتایج بدست آمده مکانیسم چگونگی بر هم کنشهای شیمیایی بین دو پلیمر در حین اختلاط پیشنهاد شده است. نتایج حاصل از تاثیر پارامترهای فرآیند اختلاط نشان داد که چنانچه ابتدا پلی اتیلن وسپس سیلیکون رابر به مخلوط کن افزوده شود راندمان واکنش بین دو پلیمر افزایش می یابد. افزایش زمان، دما و سرعت اختلاط نیز باعث افزایش بازده واکنش گردید. تاثیر عوامل پخت کننده و مواد جفت کننده شامل dcp، bpo، tmipta و انیدرید مالییک بر خواص آلیاژ مورد بررسی قرار گرفته و بر اساس نتایج حاصله ماده dcp انتخاب شده و شرایط بهینه فرآیند برای استفاده از آن تعیین شده است. بر مبنای بهینه سازی انجام شده، با استفاده از lldpe و sr110-3 دو گروه آلیاژ الف-آلیاژهای ساده با ساختار پیوندی و ب - آلیاژهایی که در آنها فاز سیلیکون علاوه بر پیوند پخت دینامیکی نیز شده است تهیه گردید. رفتار ریولوژیکی و خواص ویسکوالاستیک آلیاژهای تهیه شده با دستگاه rms بررسی و تطابق نتایج با مدلهای ارایه شده توسط پژوهشگران مطالعه شد. با تهیه میکروگراف sem از سطح شکست آلیاژها، تاثیر پیوند زنی و ولکانش فاز سیلیکون رابر بر مورفولوژی آلیاژ بررسی گردید. مطالعه خواص مکانیکی آلیاژها نشان داد که سازگاری ایجاد شده از طریق وقوع واکنش پیوند زنی سبب حفظ خواص مکانیکی مطلوب در آلیاژ و پخت فاز سیلیکون باعث افزایش استحکام مکانیکی نمونه می گردد. خواص ویسکوالاستیک نمونه آلیاژها در حالت جامد با استفاده از دستگاه dmta بررسی گردید. زیست سازیگاری آمیزه ها با انجام آزمونهای چسبندگی سلولی و چسبندگی پلاکت بررسی و وابستگی آن به خواص سطحی آلیاژ از طریق تعیین کشش سطحی مطالعه گردیده است. نتایج بیانگر عدم سمیت نمونه ها و زیست سازگاری مناسب آنها می باشد. آلیاژهای تهیه شده مجموعه ای از خواص هر دو پلیمر را دارا بوده و می توانند در کاربردهای پزشکی، الکتریکی و صنایع خودرو مورد استفاده قرار گیرند.