مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تأثیر نانوذرات کربنات‌کلسیم روکش شده با اسید استایریک و PP-g-MA بر خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌های PP/CaCO3/PP-g-MA

نویسندگان
دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی
چکیده
در این پژوهش تأثیر حضور همزمان نانوذرات کربنات کلسیم و پلی پروپیلن گرفت شده با انیدرید مالئیک (PP-g-MA) بر روی استحکام ضربه و مدول یانگ پلی پروپیلن (PP) به صورت تجربی بررسی می شود. از دو نوع نانوذرات کربنات کلسیم (روکش شده با تک لایه اسید استئاریک و روکش نشده) به منظور بررسی تأثیر اصلاح سطح نانوذرات بر روی خواص مکانیکی ترکیب ها استفاده می شود. تمامی نمونه ها در یک اکسترودر دوپیچه همسوگرد مخلوط شده و سپس به وسیله قالب ریزی تزریقی به شکل نمونه های استاندارد کشش و ضربه درمی آیند. تأثیر اصلاح سطح نانوذرات و همچنین حضور PP-g-MA در چگونگی پراکندگی نانوذرات کربنات کلسیم درماتریس PP، با استفاده از میکروسکوپ FESEM بررسی می شود. نتایج اندازه گیری نشان می دهد که انطباق خوبی مابین مقادیر اندازه گیری شده روکش نانوذرات کربنات کلسیم توسط آنالیز TGA و روابط تئوری وجود دارد. نتایج پژوهش نیز نشان می دهد که اصلاح سطحی نانوذرات کربنات کلسیم و حضور PP-g-MAتأثیر بسزایی در بهبود توزیع و پراکندگی نانوذرات در ماتریس پلی پروپیلن دارد. افزودن نانوذرات کربنات کلسیم بهبود استحکام ضربه و مدول یانگ پلی پروپیلن را به همراه داشته، حال آنکه افزودن PP-g-MA به ماتریس پلی پروپیلن باعث افزایش استحکام ضربه و کاهش مدول یانگ می شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

The effect of stearic acid surface-modified calcium carbonate nanoparticles and PP-g-MA on the mechanical properties of PP/CaCO3/PP-g-MA nanocomposites

چکیده English

In this research the effect of both calcium carbonate nanoparticles and PP-g-MA ones on impact strength and Young’s modulus of Polypropylene (PP) are investigated experimentally. Two kinds of CaCO3 nanoparticles (monolayer-coated and uncoated) are used to investigate the effect of surface treatment of nanoparticles on the mechanical properties of these composites. All samples are mixed in a co-rotating twin screw extruder and are formed into standard tensile and impact bars using the injection molding method. The effect of surface modification of nanoparticles and presence of PP-g-MA on the dispersion of calcium carbonate nanoparticles in polypropylene matrix are studied by field emission scanning electron microscopy (FESEM). The results show a good agreement between the TGA analysis and the related theory. The results also show that surface modification of calcium carbonate nanoparticles and also the PP-g-MA are affective in improving the distribution and dispersion of nanoparticles in the PP matrix. Increasing of the calcium carbonate nanoparticles improves both the impact strength and the Young's modulus of polypropylene. The more the PP-g-MA is added to PP matrix the more the impact strength of the samples increases and the less their Young's modulus decreases.

کلیدواژه‌ها English

Polypropylene
Calcium carbonate nanoparticles
Composite
Mechanical properties