بررسي خواص مكانيكي و حرارتي نانوكامپوزيت پلي⁠اتيلن/نانولوله كربني ساخته شده به روش آسياكاري مكانيكي

/

در اين تحقيق، پودرهاي كامپوزيتي پلي اتيلن تقويت شده با 5/0، 1، 2، 4 و 6 درصد وزني نانولوله كربني با استفاده از روش آسياكاري مكانيكي توليد شدند. ارزيابي هاي ميكروسكوپي پودرهاي توليد شده نشان داد استفاده از روش آسياكاري مكانيكي، توزيع نسبتاً يكنواختي از نانولوله هاي كربني را بر سطح پودر هاي پلي اتيلن ايجاد كرده است. هم چنين مقايسه ي تصاوير ميكروسكوپ الكتروني پودر اوليه پلي اتيلن و پودر هاي كامپوزيتي آسياكاري شده، نشان داد فرايند آسياكاري تأثير چنداني بر مورفولوژي پودر ها، شامل شكل و اندازه ي آن ها، نداشته است. اين موضوع را مي توان به انتخاب شرايط ملايم آسيا كاري نسبت داد. هم چنين نتايج آزمون طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه نيز نشان داد اتصال نانولوله هاي كربني به پلي اتيلن پس از فرايند آسياكاري، نه با تشكيل پيوند كووالانسي، بلكه با نيرو هاي ضعيف واندروالسي و اتصال مكانيكي صورت گرفته است. نمونه هاي حجيم كامپوزيتي با استفاده از فرايند قالب گيري فشاري پودرهاي كامپوزيتي آسياكاري شده توليد شدند و خواص مكانيكي و حرارتي آن ها با نمونه هاي پلي اتيلن خالص مقايسه شد. نتايج آزمون كشش نشان داد، افزودن نانولوله كربني، تنش تسليم و مدول الاستيك پلي اتيلن را بهبود مي بخشد. به عنوان مثال، افزودن 2 درصد وزني نانولوله كربني تنش تسليم و مدول الاستيك زمينه را به ترتيب % 3/16 و % 2/25 افزايش مي دهد و در عين حال در كرنش شكست نيز تغييرات محسوسي ايجاد نمي كند. اين در حالي است كه افزودن 4 و 6 درصد وزني نانولوله كربني، اگرچه تنش تسليم و مدول الاستيك را به ميزان بيشتري افزايش مي دهد اما به شكل قابل توجهي كرنش شكست نمونه ها را كاهش داده است. با توجه به عدم تغيير ميزان بلورينگي نمونه هاي كامپوزيتي تقويت شده با درصدهاي مختلف وزني از نانولوله كربني در آزمون DSC، مشخص شد كه بهبود مدول الاستيك و تنش تسليم نمونه هاي كامپوزيتي، نه به دليل افزايش بلورينگي فاز زمينه، بلكه صرفاً به علت انتقال خواص مكانيكي نانولوله كربني به پلي اتيلن صورت گرفته است.