تاثیر نانوذرات پرلیت بر خواص کششی کامپوزیت HDPE/NR و بهینه سازی ترکیب با روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی

در این پژوهش اثر افزودن نانوذرات پرلیت بر کامپوزیت پلی اتیلن چگالی بالا/لاستیک طبیعی به منظور بهبود خواص کششی نانوکامپوزیت پرلیت/NR/HDPE به صورت تجربی مطالعه شده است. برای تولید نمونه ها، با استفاده از مخلوط کن داخلی و روش اختلاط مذاب، نانوکامپوزیت پلی اتیلن چگالی بالا / لاستیک طبیعی / پرلیت با درصدهای مختلف تهیه شد. با برش ورق حاصله، نمونه های آزمون کشش تهیه و با انجام آزمون های مورد نیاز، استحکام کششی و درصد ازدیاد طول تا نقطه گسیختگی نمونه های مختلف به دست آمد. برای تحلیل و بررسی تاثیر پارامترهای ترکیب کامپوزیت یعنی درصد وزنی پرلیت و لاستیک طبیعی، از روش بهینه سازی سطح پاسخ و از طرح پنج سطحی مرکب مرکزی استفاده شد. همچنین از میکروسکوپ الکترونی روبشی برای بررسی ریز ساختار نمونه های نانوکامپوزیت و ارزیابی نحوه اختلاط بهره گرفته شد. نتایج نشان داد مقدار پرلیت تاثیر غیر همنوایی روی خواص کششی نانوکامپوزیت حاصل دارد و در برخی موارد منجر به افزایش استحکام و کاهش ازدیاد طول می شود. همچنین، مشخص گردید در صورت توزیع یکنواخت نانوذرات پرلیت در ماده زمینه، حضور این نانوذرات منجر به کوچک شدن اندازه فاز لاستیک طبیعی می شود که به نوبه خود موجب بهبود خواص کششی کامپوزیت حاصل می شود. مقایسه نتایج کسب شده از نمونه های مختلف نشان داد نمونه با نانوذره پرلیت به میزان ۷ درصد وزنی و لاستیک طبیعی با ۲۰ درصد وزنی، مقدار استحکام کششی کامپوزیت حاصل به ۱۲ مگاپاسکال افزایش می یابد. با توجه به نتایجی که بهینه سازی چند متغیره ارائه کرد، مقدار بهینه درصد وزنی لاستیک طبیعی و نانوذرات پرلیت به ترتیب برابر ۳۶/۸۹ و ۳/۰۰ درصد به دست آمد که در این صورت مقدار استحکام کششی و تغییر طول تا شکست در بیشینه مقدار خود به ترتیب مگاپاسکال ۸/۳۲ و ۳۸/۸۹ درصد تعیین شدند.

Keywords:

پلی اتیلن چگالی بالا , لاستیک طبیعی , پرلیت , نانوکامپوزیت , روش سطح پاسخ