بهینه سازی پلی اتیلن در حضور خاک رس به منظور ساخت نانوکامپوزیت پلی اتیلن/خاک رس با رئولوژی کنترل شده

چکیده در این پژوهش ابتدا مقدار 95 درصد وزنی lldpe و 5 درصد وزنی pp گرید الیاف به عنوان ماتریس و همچنین پروکساید با مقادیر 08/0 ،12/0 و15/0 درصد وزنی با روش اختلاط واکنشی، باهم ترکیب شدند و در ادامه مقدار phr10 نانو خاک رس(closite na+) به این نمونه ها اضافه گردید. جهت بررسی اثر نانو ذره و مقادیر مختلف پروکساید بر روی خواص رئولوژیکی، ساختاری و حرارتی پلی¬اتیلن و به منظور ایجاد شاخه¬های بلند بر روی زنجیرهای آن، از اکسترودر دو مارپیچه(zsk75) استفاده شد. نتایج حاصل از تست محتوای ژل نشان داد که در مقادیر بالای 12/0 درصد وزنی پروکساید، واکنش به سمت ژل شدن پیش می رود. نتایج حاصل از تست dsc نشان داد که در نمونه ها با افزایش مقدار پروکساید دمای ذوب و مقدار بلورینگی روند افزایشی داشته است. با توجه به نتایج به دست آمده از آزمون gpc، نمونه ی دارای 12/0 درصد وزنی پروکساید بهترین نتیجه را در افزایش وزن مولکولی نشان داده است. همچنین بررسی نمودارهای فاکتور شاخه¬ای نشان داد که این نمونه تا حدود زیادی ساختار شاخه¬ای دارد. برای مشاهده ی دلایل بیشتر که وجود شاخه های بلند را تأیید نمایید، توزیع وزن مولکولی و مقادیر متوسط وزن مولکولی با استفاده از معادلات کرنل از نتایج مربوط به آزمون رئولوژی و داده های مربوط به توزیع زمان آسودگی به دست آمد و روند افزایش جرم مولکولی و پهن شدن توزیع وزن مولکولی با افزایش پروکساید به طور نسبی مشاهده گردید. در نمونه های حاوی نانو خاک رس افزایش زمان آسودگی زنجیرها مشاهده می شود. افزایش ویسکوزیته ی نمونه ها نشان می دهد که در فرآیند واکنش، پروکساید باعث ایجاد شاخه های بلند شده اما در نمونه ای که افزایش میزان پروکساید باعث ایجاد ژل می¬شود، افزایش ویسکوزیته نسبت به نمونه های دیگر بسیار بالاتر است. به طوری که در نمودار مربوط به مدول اتلاف و ذخیره، نقطه تلاقی مشاهده نمی¬شود. نتایج به دست آمده از بررسی ویسکوزیته ی ذاتی نمونه ها و به دست آوردن مقادیر جرم مولکولی ویسکوزیته نشان می دهد که در نمونه ی دارای12/0 درصد وزنی پروکساید بیشترین مقدار و زن مولکولی وجود دارد، از طرفی این مقدار بسیار نزدیک به متوسط وزنی جرم مولکولی بوده و نشان می دهد پلیمر دارای شاخه های بلند و حجم هیدرودینامیک بیشتری شده است. بررسی درصد بلورینگی نمونه ها با استفاده از آزمون xrd زاویه بالای (waxs) انجام گرفت. نتایج نشان داد درصد بلورینگی نمونه های بدون نانو خاک رس همانند آنچه در آزمون dsc گزارش شد روند افزایشی دارد و اندازه ی سلول های بلور نیز بیشتر شده است. بررسی نمونه های دارای نانو خاک رس با زاویه ی پایین(saxs) نشان داد که زنجیر پلیمری در بین صفحات نانو نفوذ کرده و باعث باز شدن صفحات نانو کلی شده است. برای تأیید این ادعا از نمونه ها عکس tem گرفته شد که این عکس ها ساختار نانو خاک رس exfolated شده در ماتریس پلیمری را نشان می¬دهد و از بین رفتن پیک نانو خاک رس در نمودار saxs را تأیید می¬نماید. کلیدواژه¬ها: پلی اتیلن، شاخه¬ای شدن ، پروکساید، نانو خاک رس ، رئولوژی