بررسی نقش همزمان نانو ذرات خاک رس و نرخ کرنش بر رفتار کششی نانوکامپوزیت زمینه پلی اتیلن

چکیدهمقدمه: به منظور بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی پلی­ اتیلن افزودن برخی تقویت کننده­ ها مانند خاک رس به آن بسیار رایج است. خاک رس به عنوان یکی از مهمترین تقویت کننده­ ها جهت افزودن به پلیمرهای مختلف می­باشد که منجر به تولید دسته جدیدی از مواد به نام کامپوزیت ­های پلیمر- خاک رس شده است.روش­: در تحقیق حاضر، رفتار کششی نانو کامپوزیت­ های زمینه پلی­ اتیلن تقویت شده با درصدهای مختلف نانو ذرات خاک رس از نوع مونت موریلونیت (۰، ۱، ۳، ۵ و ۱۰)در دو نرخ کرنش (۱/۰ وmin-۱ ۵/۰) و دو دمای متفاوت (۲۵ و ۵۰ درجه سانتی­گراد) مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور نمونه­ های استاندارد با استفاده از روش قالب­گیری تزریقی تهیه شدند. همچنین سطح شکست نمونه­ های تغییر شکل یافته به همراه سطح جانبی نمونه­ های کرنش یافته به ترتیب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت.یافته ­ها: نتایج به دست آمده از آزمایش کشش نشان داد که خواص کششی پلی ­اتیلن به مقدار نانو خاک رس و وابستگی دارد. ب­طوریکه با افزایش نانوخاک رس تا ۱۰ درصد وزنی استحکام تسلیم از ۲۴ به ۲۸ مگاپاسکال افزایش می­ یابد. بررسی مدل ایرینگ نشان می­دهد که افزودن نانو ذرات خاک رس تا ۱۰ درصد وزنی ، باعث افزایش میزان تغییرات آنتالپی از ۹۷/۶۴ به بالاتر از ۱۰۰ kj/mol و حجم فعال­سازی از ۰۰۴۹/۰ به ۰۱/۰ می­ شود.نتیجه­ گیری: نتایج ارزیابی میکروسکوپی بیانگر نقش پررنگ نانوذرات خاک رس در فعال شدن باندهای برشی در حین تغییر شکل پلی­ اتیلن می­ باشد.

Keywords:

پلی اتیلن , خاک رس , نرخ کرنش , رفتار کششی