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

در تحقیق حاضر، خواص مکانیکی و گرمایی نانوکامپوزیت های سه تایی پلی پروپیلن، الیاف شیشه کوتاه و نانوصفحات گرافن مورد بررسی قرار گرفته است. گروه های مختلف ترکیبات شامل 10، 20 و 30 درصد وزنی الیاف شیشه و همچنین 0، 1 و 2 درصد وزنی گرافن توسط یک مخلوط کن داخلی تهیه شدند. سپس نمونه های 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 نمونه ها 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 نمونه های با الیاف شیشه بیشتر، مدول الاستیک و استحکام ضربه بالاتری دارند و حضور گرافن در ترکیب نمونه های با الیاف شیشه 10% و 20% وزنی، باعث افزایش مدول می شود. استفاده از 1% وزنی گرافن باعث افزایش استحکام کششی و ضربه و درصد ازدیاد طول تا شکست شد، در حالی که حضور 2% وزنی گرافن کاهش استحکام و ازدیاد طول را در پی داشت. نتایج آزمون DSC نشان داد که افزودن گرافن به ترکیب پلی پروپیلن با 10% الیاف شیشه، باعث افزایش دمای تبلور می شود. همچنین حضور 1% گرافن، درجه بلورینگی را کاهش داد.