بررسی تاثیر گرافن بر خواص مکانیکی و بلورینگی کامپوزیتهای پلی پروپیلن/الیاف شیشه کوتاه

در تحقیق حاضر، خواص مکانیکی و گرمایی نانوکامپوزیت­های سه­تایی پلی­پروپیلن، الیاف شیشه کوتاه و نانوصفحات­ گرافن مورد بررسی قرار گرفته است. گروه های مختلف ترکیبات شامل ۱۰، ۲۰ و ۳۰ درصد وزنی الیاف شیشه و همچنین ۰، ۱ و ۲ درصد وزنی گرافن توسط یک مخلوط­کن داخلی تهیه شدند. سپس نمونه­های استاندارد آزمون کشش و ضربه با استفاده از دستگاه پخت به دست آمدند. برای تعیین خواص مکانیکی، از آزمون کشش تک محوری و آزمون ضربه شارپی و برای تعیین دماهای ذوب و تبلور و درصد بلورینگی از آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی(DSC) استفاده شد. همچنین ریزساختار نمونه­ها به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) مطالعه شد. تصاویر SEM به دست آمده نشان دادند که حضور گرافن باعث بهبود چسبندگی بین الیاف و زمینه شده است. مشاهده شد که نمونه­های با الیاف شیشه بیشتر، مدول الاستیک و استحکام ضربه بالاتری دارند و حضور گرافن در ترکیب نمونه­های با الیاف شیشه ۱۰% و ۲۰% وزنی، باعث افزایش مدول می­شود. استفاده از ۱% وزنی گرافن باعث افزایش استحکام کششی و ضربه و درصد ازدیاد طول تا شکست شد، در حالی که حضور ۲% وزنی گرافن کاهش استحکام و ازدیاد طول را در پی داشت. نتایج آزمون DSC نشان داد که افزودن گرافن به ترکیب پلی­پروپیلن با ۱۰% الیاف شیشه، باعث افزایش دمای تبلور می­شود. همچنین حضور ۱% گرافن، درجه بلورینگی را کاهش داد.  

Keywords:

نانوکامپوزیت , پلی پروپیلن , نانوصفحات گرافن , خواص مکانیکی , خواص حرارتی