اثر نانوذرات خاك‌رس بر خواص جريان و گرمايي آميخته پلي‌پروپيلن- كوپليمر (استيرن - اتيلن - بوتيلن – استيرن) پيوندخورده با مالييك انيدريد

Nanoclay Effect on the Flow and Thermal Properties of PP/SEBS-g-MA Blend

هدف از اين پژوهش، بررسي اثر نانوذرات خاك رس (Cloisite® 15A) بر رفتار جريان و خواص مكانيكي و گرمايي آميخته پلي‌پروپيلن/كوپليمر (استيرن - اتيلن - بوتيلن - استيرن) پيوند خورده با مالييك انيدريد SEBS-g-MA)، ??% وزني) است. بدين منظور، كامپوزيت­هايي برپايه اين آميخته و مقادير مختلف خاك‌رس (?، ? و ?% وزني) با استفاده از مخلوط كن داخلي در دماي ??? درجه سلسيوس و سرعت چرخش ?? دور بر دقيقه به مدت ?? دقيقه به شكل مذاب تهيه شدند. سپس نمونه ­هايي با ابعاد مورد نياز براي آزمون­ هاي مختلف با استفاده از پرس گرم قالب‌گيري شدند. از آزمون پراش پرتو X و ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) براي بررسي ساختار و شكل شناسي نمونه‌­ها استفاده شد. همچنين رفتار جريان، خواص مكانيكي و گرمايي همه نمونه­‌هاي تهيه شده با استفاده از روش­‌هاي استاندارد اندازه‌گيري شدند. نتايج آزمون پراش پرتو X و ميكروسكوپ الكتروني عبوري، تشكيل نانوكامپوزيت­‌هايي با ساختارهاي پراكنشي ورقه‌­اي و بين لايه‌­اي را تاييد مي­‌كنند. در همه نانوكامپوزيت­‌هاي تهيه شده، تعادل بين استحكام و چقرمگي با افزودن همزمان كوپليمر (SEBS-g-MA) و نانوذرات خاك رس وجود دارد. نتايج اندازه گيري خواص ريولوژيكي نيز نشان مي‌­دهد، با افزايش سرعت برش، گرانروي ظاهري همه نمونه­‌ها كاهش مي‌­يابد (رفتار نازك شدن برشي). افزودن نانوذرات خاك رس به آميخته و افزايش مقدار آن، شاخص جريان مذاب (MFI) نمونه­‌ها را كاهش داده است. افزون براين، وجود خاك رس و افزايش مقدار آن اثر كمي بر خواص گرمايي داشته و افزايش كم در دما در درصد بلورينگي، دماي انحراف گرمايي و نيز نقطه نرم‌شدگي ويكات نمونه­‌ها افزايش كمي حاصل شده است.

The effect of nanoclay (Cloisite® 15A) was studied in relation to the flow behavior, mechanical and thermal properties of polypropylene/maleic anhydride-g-(styrene-ethylene-butylene-styrene) triblock copolymer (PP/SEBS(15%)-g-MA) blend. In this regard, the composites based on the blend and various amounts of nanoclay (1, 3, 5 wt%) were melt compounded using an internal mixer at the temperature of 190°C, rotor speed of 75 rpm for 12 min. The prepared samples were compression molded in a hot-press machine under the conditions of 190°C, 31 MPa pressure for 9 min to obtain the sheets in various thicknesses. The sheets were then cooled to ambient temperature with cooling water at the rate of 1.5°C.s-1. X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) were used to study the structure and morphology of the samples. In addition, the mechanical and thermal properties were determined by standard methods. The results of X-ray diffraction and transmission electron photographs confirmed both exfoliated and intercalated structures in the prepared samples. There were balanced strength/toughness properties in all the prepared nanocomposites by addition of both SEBS-g-MA and clay simultaneously. The measurement of rheological properties showed that as the shear rate increased, the apparent viscosity of the samples decreased (shear thinning behavior). Gradual increase in incorporation of nanoclay also decreased the melt flow index (MFI) values. In addition, increases in nanoclay content had an insignificant effect on the thermal behavior and in that respect there were slight increases in degree of crystallinity, heat deflection temperature (HDT) as well as Vicat softening point by slight increase in temperature.