مقايسه تجربي اثر ميكروتالك و نانورس بر خواص ساختاري اسفنج هاي پلي اتيلن توليدشده با روش قالب گيري چرخشي

Comparative Experimental Studies of Microtalc and Nanoclay Effects on the Structural Properties of Polyethylene Foams Fabricated by Rotational Molding

فرضيه : اسفنج هاي پليمري به دليل داشتن ساختار سلولي و متخلخل خواص منحصر به فردي دارند و اين خواص امروزه توجه ويژه اي را در جوامع علمي و صنعتي جلب كرده است. تغييرات در ساختار سلولي اسفنج ها از جمله نسبت انبساط، چگالي سلول و اندازه سلول باعث تغيير در خواص نهايي آن ها مي شود. بدين دليل، مطالعه اثر پارامترهاي فرايندي بر ساختار سلولي اسفنج هاي پليمري ضروري به نظر مي رسد. از سوي ديگر، روش قالب گيري چرخشي به دليل قابليت زياد در توليد قطعه هاي بزرگ توخالي با شكل هاي پيچيده در مقايسه با ساير روش هاي فرايندي به سرعت در حال توسعه است. پارامترهاي فرايندي مختلفي بر خواص ساختاري اسفنج هاي پليمري اثرگذارند. استفاده از عوامل هسته زا به عنوان پارامتر موادي مي تواند به طور مؤثري بر خواص ساختاري اسفنج هاي پليمري در روش هاي فرآوري مختلف اثرگذار باشد. روش ها: بر همين اساس، در پژوهش حاضر اثر افزودن دو نوع عامل هسته زا شامل ميكروذرات تالك و نانوذرات رس با اندازه هاي متفاوت بر خواص ساختاري اسفنج هاي پلي اتيلن توليدشده با روش قالب گيري چرخشي بررسي شده است. از آزودي كربن آميد به عنوان عامل پف زا استفاده شد. %1 وزني از ميكروذرات تالك و نانوذرات رس به پلي اتيلن اضافه شده و سپس در فرايند قالب گيري چرخشي اسفنج شدند. خواص اسفنج شامل چگالي سلول، اندازه سلول و نسبت انبساط به عنوان خواص ساختاري بررسي شدند. يافته ها: نتايج نشان داد، ميكروذرات تالك نسبت به نانوذرات رس اثر بيشتري بر افزايش چگالي سلول و كاهش اندازه سلول دارند. چگالي سلول اسفنج هاي پلي اتيلن با افزودن %1 وزني نانورس و ميكروتالك به ترتيب به مقدار 89 و %96 افزايش يافت. همچنين كاهشي به مقدار 17/5 و20 در اندازه سلول اسفنج هاي پلي اتيلن به ترتيب با اضافه كردن %1 وزني نانورس و ميكروتالك مشاهده شد.

Hypothesis: Polymeric foams have fascinating specific properties due to their cellular and porous structure and these properties have attracted much attention in industrial and scientific societies nowadays. The variations in cellular structure of polymeric foams including expansion ratio, cell density, and cell size may affect their final properties. For this reason, it seems necessary to study the effect of process parameters on the cellular structure of polymeric foams. On the other hand, the rotational molding method is developing rapidly compared to other processing methods due to its ability to fabricate large complex hollow parts. Different process parameters can affect the structural properties of polymeric foams. Utilizing nucleation agents as a material parameter improves the structural properties of polymeric foams significantly in different processing methods. Methods: The effect of adding two types of nucleating agents including talc microparticles and clay nanoparticles in different sizes on the structural properties of polyethylene foams made by rotational molding process was investigated. Azodicarbonamide was used as the chemical blowing agent. Talc microparticles (1% by weight) and clay nanoparticles were added to polyethylene and foamed using rotational molding process. Cell density, cell size, and expansion ratio were investigated as structural properties. Findings: The findings revealed that the effect of talc microparticles on increasing cell density and decreasing cell size was more significant than the effect of clay nanoparticles. Cell density of polyethylene foam was improved by 96% and 89% by adding 1% (by weight) of talc microparticles and clay nanoparticles, respectively. A 20% and 17.5% decrease in the cell size of polyethylene foam was also observed with the addition of 1% (by weight) of talc microparticles and clay nanoparticles, respectively.