بررسی تاثیر نانوذرات کربنات کلسیم و کربنات کلسیم کوتد روی خواص مکانیکی پلی پروپیلن

پلی پروپیلن به عنوان یکی از پرمصرف ترین مواد پلیمری و پلاستیکی امروزه کاربرد وسیعی در صنایع مختلف تولیدی و بسته بندی دارد. شناخت هر چه بیشتر ساختار این ماده در ترکیب با افزودنی های متفاوت از جمله افزودنی های معدنی و یا نانوذرات و ایجاد نانوکامپوزیت های مختلف کمک شایانی در بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی آن می نماید. تحقیقات نشان داده اند که نانو کربنات کلسیم می تواند به عنوان تقویت کننده در پلی پروپیلن عمل کند و باعث بهبود خواص مکانیکی آن شود. در این پژوهش سعی شد خواص فیزیکی و مکانیکی آمیزه های پلی پروپیلن در ترکیب با افزودنی نانو کربنات کلسیم و کربنات کلسیم پوشش دار کوتد بررسی گردد. برای این منظور در این تحقیق از پودر پلی پروپیلن گرید ۱۱۰۲ تولید شرکت پتروشیمی (رجال) به عنوان ماده زمینه استفاده شد و اثر افزودن نانو کربنات کلسیم با غلظت ۱ همراه با کربنات کلسیم پوشش دار (کوتد) در غلظت های ۵ و ۱۰ و ۱۵ به عنوان ماده افزودنی و همچنین پلی پروپیلن گرافت شده با مالئیک انیدرید به عنوان ماده حد واسط با غلظت %۵ مورد بررسی قرار گرفت و کلیه تست ها بر اساس این غلظت ها انجام شد. نتایج این پژوهش نشان داد که افزودن نانو کربنات کلسیم همراه با کربنات کلسیم پوشش دار (کوتد) در غلظت های بالاتر باعث کندتر حرکت کردن مواد پلیمری در تماس با دیواره سیلندر و Die دستگاه تست سیالیت شد. در نتیجه میزان سیالیت کاهش یافته و MFI نیز حدود ۵ واحد کاهش یافت. مدول یانگ نانو کامپوزیت حاوی ۱۰ وزنی نانو ذرات کربنات کلسیم نسبت به پلی پروپیلن خالص %۱۲۹۹ افزایش نشان داد. در مورد استحکام کششی نهایی ترکیب های دوتایی پلی پروپیلن و نانو ذرات کربنات کلسیم روند کاهشی را با افزایش مقدار پرکننده از خود نشان دادند و با افزایش غلظت استحکام کششی از ۱ تا ۹ کاهش یافت. در مورد تنش تسلیم نیز به دلیل افزایش سفتی در نمونه ها بهترین غلظت نانو کامپوزیت در غلظت های %۵ و ۱۰ دیده شد جایی که تنش تسلیم از (MPa)۲۷.۹ تا ۳۲ افزایش داشت و نهایتا در مورد تست های آیزود و راکول تغییرات محسوسی مشاهده نگردید. اکنون با توجه به اینکه از این گرید (۱۱۰۲) در کدامیک از صنایع مورد استفاده قرار خواهد گرفت می توان تصمیم گیری نمود که کدام غلظت مقدار بهینه خواهد بود اما آنچه از نتایج تست ها بدست آمد به نظر می رسد غلظت ۱۰ درصد وزنی، درصد بهینه در محدوده این پژوهش باشد جایی که مدول یانگ افزایش یافته، تنش تسلیم و کرنش تسلیم کششی و کرنش کششی در نقطه شکست کاهش کمتری داشته است.

کلیدواژه ها:

پلی پروپیلن نانو ، کربنات کلسیم ، کربنات کلسیم کوتد ، مالئیک انیدرید