مطالعه و بررسی واکنش پیوند زنی و شبکه ای شدن پلی اتیلن به روش سیلانی: اثر ساختار مولکولی و حضور نانورس

امروزه پلی اتیلن یکی ازپر مصرفترین پلاستیکها در جهان می باشد.مقاومت شیمیایی بالا، خواص مکانیکی مناسب، خواص الکتریکی و عایق بودن، قیمت مناسب، تنوع و فرایند پذیری آسان پلی اتیلن را درزمره پلاستیکهای پرمصرف قرار داده است. با این وجود دمای سرویس دهی پایین، مقاومت کم در مقابل شعله و نفوذ پذیری زیاد در مقابل گازها کاربردهای این ماده را در برخی از محصولات صنعتی محدود کرده است. یکی از راههای غلبه بر چنین نقائصی استفاده از پرکننده های ویژه و همچنین شبکه ای کردن می باشد. شبکه ای کردن پلی اتیلن را به ماده ای گرماسخت تبدیل میکند که علاوه بر دارا بودن دمای سرویس دهی بالاتر، استحکام ضربه بالاتر، بازدهی حرارتی بهتر و مقاومت شیمیایی بالاتری دارد. روشهای شبکه ای پلی اتیلن.در میان روشهای مختلف شبکه ای کردن پلی اتیلن روش سیلانی که از سهولت فرایند و عدم نیاز به تجهیزات گران قیمت و قابلیت کاربرد در محصولات مختلف مانند سیم و کابل، لوله و فیلم برخوردار است در این پروژه استفاده شده است. با توجه به اهمیت ساختار مولکولی و نظر به تولید گریدهای مختلف پلی اتیلن در داخل کشور و روند رو به رشد استفاده از این مواد در جهان در این پروژه اثر ساختار مولکولی و توپولوژی بر روی گرافت شدن و شبکه ای شدن پلی اتیلنهای مختلف و آلیاژهای آنها بررسی شده است. در بخش دیگری از کار اثرافزودن eva و نانورس بر خواص پلی اتیلن شبکه ای مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین خواص حرارتی و رئولوژیکی نمونه های پخت شده و گرافت شده بررسی شده است. مشخصات مولکولی مواد مانند اوزان مولکولی متوسط عددی و وزنی، توزیع وزن مولکولی، میزان و نوع شاخه، میزان گروههای غیر اشباع توسط آزمونهای کروماتوگرافی ژل تراوایی، طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته و طیف سنجی زیر قرمز محاسبه شد. میزان گرافت شدن توسط آزمون طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه و خواص شبکه توسط آزمونهای درصد ژل، تورم و hot-set مطالعه شده است. واکنش گرافت شدن در حالت مذاب با استفاده از وینیل تری متوکسی سیلان و دی کیومیل پراکسید انجام شد. نتایج نشان داد که وزن مولکولی مهمترین پارامتر در تغییرات میزان گرافت شدن می باشد. میزان گرافت شدن با افزایش وزن مولکولی متوسط عددی و وزنی زیاد شد. افزایش تعداد شاخه های جانبی به دلیل کاهش حجم حلقه پلیمری در مواردی می تواند باعث کاهش میزان گرافت شدن شود اما حضور گروههای غیر اشباع موجب افزایش میزان گرافت شدن سیلان می شود. ترتیب میزان گرافت شدن مطابق lldpe› hdpe› ldpe و ترتیب میزان درصد ژل و سرعت شبکه ای شدن عموما به صورت ldpe› lldpe› hdpe بود. به دلیل حضور دو جزء سل و ژل رفتار ذوب و بلورینگی نمونه های پخت شده نشان از غیر یکنواختی در ساختار مولکولی را می دهد ودر صد بلورینگی در اثر شبکه ای شدن کاهش یافت. رفتار رئولوژیکی در حالت دینامیک به شدت تحت تاثیر گرافت شدن سیلان قرار می گیرد. افزودن eva به پلی اتیلنهای مختلف باعث افزایش درصد ژل و سرعت شبکه ای شدن به ویژه برای hdpe شد با این وجود هیچکدام از نمونه های آلیاژشده با eva نتوانستند با موفقیت آزمون hot-set را پشت سر بگذرانند. نانورس خالص در دوفرایند متفاوت یکی قبل از واکنش گرافت شدن و دیگری بعد از آن به پلی ا تیلن سبک خطی اضافه شد. نتایج نشان داد که افزودن نانورس خالص باعث افزایش درصد ژل و افزایش سرعت شبکه ای شدن می شود. این افزایش به ویژه در حالتیکه نانورس بعد از واکنش گرافت شدن اضافه شود بسیار قابل ملاحظه می باشد. نتایج ftir احتمال انجام واکنش شیمیایی بین گروههای نانورس با سیلان داد.همچنین نتایج xrd نشاندهنده اینترکلیت شدن نانورس در اثر مخلوط شدن با پلی اتین گرافت شده با سیلان که قطبیت بالایی بود. باافزودن نانورس و شبکه ای شدن غیر یکنواختی در رفتار ذوب و کاهش درصد بلورینگی مشاهده شد. ویسکوزیته مرکب و مدول ذخیره در اثر افزودن نانورس به پلی اتیلن گرافت شده افزایش یافتند.