مطالعه رفتار مکانیکی- حرارتی نانو‌کامپوزیت پلی‌پروپیلن تقویت شده با نانو‌لوله‌های کربنی

Abstract

در این تحقیق، نانو‌کامپوزیت پلی‌پروپیلن نانولوله‌های‌کربنی تک‌جداره از طریق اختلاط مذاب پلی‌پروپیلن و نانو‌لوله‌های ‌کربنی تک‌جداره تهیه شد. خواص مکانیکی و میرایشی نانو‌کامپوزیت‌ها به‌ترتیب با آزمون کشش و آنالیز حرارتی دینامیکی مکانیکی انجام شد. نتایج حاصله نشان داد که نانو‌لوله‌های کربنی موجب افزایش 82% در مدول کششی و 27% در استحکام تسلیم می‌شود. آنالیز حرارتی دینامیکی مکانیکی نشان داد که میزان میرایش با افزایش دما و مقدار نانو‌لوله‌های کربنی تقریباً بدون تغییر است. به علاوه، مدول ذخیره نیز همان روند مدول کششی را اثبات می‌کند. رفتار ساختاری بلور‌ها، سرعت رشد گویچه‌ها و پایداری حرارتی نانوکامپوزیت‌ها به‌ترتیب با الگوی پراش زاویه پهن X-ray ، میکروسکوپ نوری پلاریزه و جرم‌سنج حرارتی آزمایش شد. داده‌های حاصل از الگوی پراش زاویه پهن X-ray نشان داد که در نمونه‌های آرام سرد شده اندازه بلور‌ها کاهش ولی در سرعت بالای سرد کردن خلاف این نتایج بدست می‌آید. مطالعات انجام شده در تعیین پایداری نانو‌کامپوزیت‌ها نشان داد که دمای شروع تخریب، تنها با افزودن 2% وزنی نانو‌لوله‌کربنی به زمینه پلیمری در مقایسه با پلی‌پروپیلن خالص، رشدی معادل 82 درجه سانتی‌گراد خواهد داشت.