بررسي خواص مكانيكي نانوكامپوزيتهاي هيبريدي بر پايه پلي پروپيلن به كمك طراحي آزمايش

پلي‌پروپيلن داراي چقرمگي و مقاومت ضربه پاييني است و براي خيلي از كاربردها نياز به اصلاح دارد. اضافه كردن الاستومرها جهت تقويت چقرمگي و مقاومت ضربه به طور معمول استفاده مي‌شود، اما سبب افت مدول و استحكام كششي مي‌گردد. در اين پژوهش يك كامپوزيت هيبريدي پلي پروپيلن/ترموپلاستيك الاستومر/نانو سيليكا/ سازگاركننده به روش اختلاط مذاب تهيه گرديد و اثر همزمان نانوذره، الاستومر و سازگاركننده بر روي خواص كششي و ضربه نمونه‌ها به كمك روش طراحي آزمايش سطح پاسخ مطالعه شد. نتايج ميكروسكوپي نشان دادند كه آلياژ توليدي يك آلياژ دو فازي بوده كه اندازه ذرات الاستومر آن در حدود 400100 نانومتر است و با افزايش درصد ترموپلاستيك الاستومر، اندازه ذرات آن در آلياژ افزايش مي‌يابد. اندازه ذرات نانوسيليكا در حضور سازگار كننده بين 9040 نانومتر بوده است، اما عدم استفاده از سازگار كننده سبب ايجاد كلوخه‌هايي از نانوذرات در كامپوزيت مي‌گردد. با افزايش ميزان ترموپلاستيك الاستومر، كرنش شكست و استحكام ضربه افزايش مي‌يابد، درحالي‌كه مدول يانگ و استحكام كششي با كاهش همراه است. اثر نانوذرات سيليكا بر روي خواص مكانيكي به مقدار زيادي به حضور يا عدم حضور سازگاركننده ارتباط دارد. افزايش نانوسيليكا در عدم حضور سازگار كننده سبب كاهش استحكام كششي و مقاومت ضربه مي‌گردد. همچنين افزايش نانوسيليكا در حضور سازگاركننده سبب افزايش مدول الاستيك مي‌گردد. بر اساس نتايج بدست آمده از طراحي آزمايش، روابط رياضي براي پيش بيني خواص مكانيكي ارائه گرديد. استفاده از سيستم هيبريدي امكان بهبود چشمگير مقاومت ضربه پلي‌پروپيلن، بدون افت مدول الاستيك را فراهم نمود.