بررسي ريزساختار، ريخت‌شناسي و خواص كششي الياف نانو كامپوزيت پلي‌پروپيلن/نانو صفحات گرافن در حضور سازگاركننده

در سالهاي اخير، استفاده از نانو صفحات گرافن (GnPs) در تهيه نانو كامپوزيت‌هاي پليمري بسيار مورد توجه قرار گرفته است. چگونگي پخش GnPs در ماتريس پليمري از اهميت به‌سزايي برخوردار است به‌نحوي كه مي‌تواند بر ريزساختار و خواص نهايي نانو كامپوزيت تاثيرگذار باشد. بر اين اساس، در اين پژوهش تاثير استفاده از سازگاركننده بر نحوه پخش GnPs و نيز شكل‌گيري ساختار داخلي، آرايش‌يافتگي و خواص كششي الياف نانو كامپوزيت پلي‌پروپيلن (PP) حاوي GnPs مورد بررسي قرار مي‌گيرد.الياف نانو كامپوزيت PP/GnPs حاوي %0.1 و %0.5 GnPs با و بدون سازگاركننده پلي‌پروپيلن گرافت شده با مالئيك انيدريد (PPgMA) به روش ذوب‌ريسي تهيه شدند. نحوه پخش GnPs و مكان قرارگيري آنها در درون الياف با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) و پراش اشعه ايكس با زاويه باريك (SAXS) بررسي شدند. همچنين آرايش‌يافتگي و بلورينگي الياف به‌ترتيب با استفاده از طيف‌سنجي مادون قرمز پلاريزه (FTIR) و گرماسنج پويشي تفاضلي (DSC) مورد بررسي قرار گرفت. علاوه براين، به كمك تصاوير ميكروسكوپ الكتروني پويشي (SEM) به‌دست آمده از سطح مقطع عرضي الياف، چگونگي شكست در طي آزمون خواص كششي مورد بررسي قرار گرفت. با استفاده از مدل HalpinTsai نتايج آزمايشگاهي مدول كششي الياف با مقادير تئوري پيش‌بيني شده مقايسه شدند.تصاوير TEM نشان مي‌دهند كه در الياف نانو كامپوزيت حاوي سازگاركننده، ميزان تجمعات GnPs كاهش يافته، اندازه تجمعات كوچك‌تر شده و پخش آنها بهبود يافته است. افزايش در طول ناحيه آمورف و بلوري (Lp) به‌دست آمده از آزمون SAXS نشان مي‌دهد كه در الياف نانو كامپوزيت حاوي سازگاركننده، بخش اعظم GnPs در ناحيه درون فيبريلي قرار گرفته‌‌ا‌ند. براساس نتايج به‌دست آمده از آزمون FTIR پلاريزه و DSC، آرايش‌يافتگي و بلورينگي الياف نانو كامپوزيت PP/G0.5 در حضور سازگاركننده به ميزان قابل ملاحظه‌اي افزايش مي‌يابد. همچنين اثر تقويت‌سازي GnPs در الياف نانو كامپوزيت PP/MA/GnPs را مي‌توان با پخش بهتر GnPs و تغيير ساختار داخلي الياف تشريح نمود. علاوه بر اين، حضور سازگاركننده در ساختار الياف نانو كامپوزيت PP/GnPs، موجب تغيير رفتار شكست كششي الياف از حالت انعطاف‌پذير به حالت شكننده مي‌شود.