اصلاح سطح نانو کامپوزیت های پلی اتیلن با استفاده از آلیاژسازی

استفاده از پلاستیک هایی مثل پلی اتیلن در صنایع مختلف در حال افزایش است. به دلیل انرژی سطحی و زاویه ی ترشوندگی پایین آن،چسبندگی پلی اتیلن به برخی پلیمرها کاهش می یابد. بنابراین اصلاح سطح پلی اتیلن به منظور بهبود چسبندگی،از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای اصلاح سطح پلیمرها روش های مختلفی وجود دارد. اخیراً روش دیگری برای اصلاح سطح مورد استفاده قرار گرفته است. این روش آمیزه سازی پلی اتیلن با پلیمرهای قطبی است. در این پروژه از روش آلیاژ سازی برای افزایش انرژی سطحی پلی اتیلن استفاده شد. بدین منظور آمیزه ی پلی اتیلن سبک و پلی آمید تهیه گردید. این پلیمرها امتزاج ناپذیر بوده و دچار جدایی فازی می گردند. به منظور بهبود امتزاج پذیری از نانو ذرات کروی آب دوست سیلیکا (fumed silica) به عنوان امتزاج پذیر کننده استفاده گردید. ذرات سیلیکا، با چهار نوع عامل اتصال سیلانی مختلف اصلاح گردید تا ماهیت آب دوست آن ها تغییر نماید. ساختار فازی و مورفولوژی نانو کامپوزیت ها با استفاده از semارزیابی گردید. تصاویر sem نشان می‎ دهد که سیلیکای آب دوست تمایل دارد تا در فاز پلی آمید قرار گیرد، درحالی که نوع آب گریز آن در فاز ldpe وفصل مشترک ldpe/pa6 قرار می گیرد. کاهش قابل توجه در اندازه ی قطرات پلی آمید برای آمیزه ی دارای 5/0 % وزنی سیلیکا مشاهده شد. می توان نتیجه گرفت که ساز و کار پایداری آمیزه ی ldpe/pa6توسط سیلیکا کاهش در کشش بین سطحی است،به طوری که سیلیکا به عنوان لایه ای سخت مانع از انعقاد قطرات paمی شود. از آزمون دینامیکی- مکانیکی حرارتی (dmta) به عنوان ابزاری برای بررسی نحوه ی قرارگیری نانو سیلیکا استفاده شد. تغییر دمای انتقال شیشه ای فاز پلی آمید تأیید می کند که نانو سیلیکا به طور عمده در این فاز توزیع شده است. پس از اصلاح،tg دو جزء به یکدیگر نزدیک شد. اندازه گیری های رئولوژیکی نشان داد که پس از اصلاح، مدول ذخیره و گرانروی مختلط نمونه ها افزایش می یابد.این امر نشان دهنده ی برهمکنش قوی بین سیلیکا و زنجیره های پلیمری است. رفتار بلورینگی نمونه ها با استفاده از گرماسنجی روبشی تفاضلی (dsc) و آزمون xrd در زوایای باز بررسی گردید. نرخ سریع تر بلورینگی pa6به دلیل هسته سازی سیلیکا نشان داد که سیلیکا عمدتاً در این فاز قرار دارد. پس از اصلاح سیلیکا در هر دو فاز قرار می گیرد. آزمون استحکام کششی نشان داد که پس از افزودن سیلیکا، ازدیاد طول در شکست کاهش و استحکام و مدول کششی افزایش یافتند. این رفتار ناشی از برهمکنش سیلیکا با زنجیره های پلیمری است. نتایج آزمون برش لب به لب نشان داد که چسبندگی پلی اتیلن در اثر افزودن فاز پلی آمید، به دلیل ماهیت قطبی آن افزایش یافته است. با افزودن ذرات سیلیکا، این افزایش بیشتر گردید. بیش ترین میزان چسبندگی برای نمونه ی ae71 به دست آمد.