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

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 می باشد که منجر به تولید دسته جدیدی از مواد به نام کامپوزیت های پلیمر- خاک رس شده است.

در تحقیق حاضر، رفتار کششی نانو کامپوزیت های زمینه پلی اتیلن تقویت شده با درصدهای مختلف نانو ذرات خاک رس از نوع مونت موریلونیت (0، 1، 3، 5 و 10) در دو نرخ کرنش (1/0 وmin-1 5/0) و دو دمای متفاوت (25 و 50 درجه سانتی گراد) مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور نمونه های استاندارد با استفاده از روش قالب گیری 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.

نتایج به دست آمده از آزمایش کشش نشان داد که خواص کششی پلی اتیلن به مقدار نانو خاک رس و وابستگی دارد. ب طوریکه با افزایش نانوخاک رس تا 10 درصد وزنی استحکام تسلیم از 24 به 28 مگاپاسکال افزایش می یابد. بررسی مدل ایرینگ نشان می دهد که افزودن نانو ذرات خاک رس تا 10 درصد وزنی ، باعث افزایش میزان تغییرات آنتالپی از 97/64 به بالاتر از 100 kj/mol و حجم فعال سازی از 0049/0 به 01/0 می شود.

نتایج ارزیابی میکروسکوپی بیانگر نقش پررنگ نانوذرات خاک رس در فعال شدن باندهای برشی در حین تغییر شکل پلی اتیلن می باشد.