بررسی تاثیر نانوکلی اصلاح شده بر خواص حرارتی نانوکامپوزیت پلی اتیلن با دانسیته متوسط

نانوکامپوزیت های پلیمری بر پایه خاک رس تاریخچه گسترده ای دارند. فرایند توسعه آن از اواخر دهه شصت میلادی گزارش شده است. این نانو کامپوزیت ها به روش های مختلفی از قبیل روش پلیمریزاسیون همزمان، ترکیب مواد مذاب، فرآوری محلولی و ... تهیه می شوند. برهمکنش های قوی بین لایه های خاک رس پراکنده شده و زمینه پلیمری منجر به بهبود خواصی همچون خواص مکانیکی، حرارتی، نوری و ... می شود. در متن حاضر نانوکامپوزیت پلی اتیلن با دانسیته متوسط/مونت موریلونایت به روش فرایند ذوبی ساخته شد. برای ساخت نانوکامپوزیت از سه نوع خاک رس اصلاح شده cloisite na+، cloisite 20a و cloisite 30b در سه درصد وزنی متفاوت ( 3%، 6% و 9% ) استفاده گردید. سپس مشخصات حرارتی نانوکامپوزیت ها شامل رفتار تجزیه و رفتار ذوب و کریستالی نمونه ها با استفاده از دستگاه تجزیه گراویمتری (tga) و دستگاه آنالیز حرارتی (dsc) مورد بررسی قرار گرفت و معلوم شد که تجزیه نانوکامپوزیت در 2 مرحله صورت می گیرد. همچنین با افزایش درصد وزنی کلازیت دمای ذوب نمونه ها افزایش یافت که بیشترین تاثیر در افزایش دمای شروع تجزیه مربوط به 9 درصد وزنی کلازیت 20a و بیشترین تاثیر در افزایش دمای میانی تجزیه و پایانی تجزیه مربوط به 9 درصد وزنی کلازیت 30b می باشد بنابراین می توان بیان نمود که با افزودن نانو خاک رس اصلاح شده مقاومت نانوکامپوزیت ها در برابر تجزیه شدن افزایش می یابد. دمای ذوب و همچنین آنتالپی ذوب نانوکامپوزیت ها با افزایش درصد وزنی پرکننده نسبت به پلیمر خالص افزایش پیدا کرد که بیشترین تأثیر به ترتیب مربوط به 9 درصد وزنی کلازیت 20a و 6 درصد وزنی کلازیت 20a می باشد. دمای کریستالی نمونه ها با افزایش درصد وزنی کلازیت به غیر از حالت 9 درصد وزنی کلازیت 20a در بقیه موارد کاهش پیدا کرد که بیشترین کاهش مربوط به 9 درصد وزنی کلازیت na+ بود ولی آنتالپی کریستالی نمونه ها با افزایش درصد وزنی کلازیت افزایش نشان داد که بیشترین افزایش مربوط به 6 درصد وزنی کلازیت na+ می باشد. دمای ذوب نانوکامپوزیت ها با افزودن نانو خاک رس افزایش یافت و این افزایش در سه نمونه خاک رس با افزایش درصد وزنی کلازیت رابطه مستقیمی نشان می دهد. البته این افزایش در دمای ذوب محسوس نبود چون بیشترین افزایش در دمای ذوب 89/1 درجه سانتیگراد بود که مربوط به 9 درصد وزنی کلازیت 20a می باشد. آنتالپی ذوب نمونه ها هم با افزودن نانو خاک رس نسبت به پلیمر خالص افزایش داشت. در کلازیت na+ و 20a با افزایش درصد وزنی پرکننده آنتالپی ذوب افزایش یافت ولی در 9 درصد وزنی کاهش نشان داد. همچنین در کلازیت 30b با افزایش درصد وزنی پرکننده آنتالپی ذوب کاهش یافت. بیشترین افزایش در آنتالپی ذوب (j/g) 46/24 بود که مربوط به 6 درصد وزنی کلازیت 20a می باشد. به جز 9 درصد وزنی کلازیت 20a دمای کریستالی نمونه ها با افزودن نانو خاک رس نسبت به پلیمر خالص کاهش یافت. همچنین هیچ رابطه ای بین افزایش درصد وزنی کلازیت na+ و تغییرات دمای کریستالی وجود نداشت ولی در کلازیت 20a با افزایش درصد وزنی پرکننده دمای کریستالی افزایش پیدا کرد. همچنین در کلازیت 30b با افزایش درصد وزنی کلازیت دمای کریستالی کاهش یافت. بیشترین کاهش در دمای کریستالی مربوط به 9 درصد وزنی کلازیت na+ بود. آنتالپی کریستالی نمونه ها با افزودن نانو خاک رس افزایش نشان داد و تا 6 درصد وزنی در هر سه نمونه کلازیت با افزایش درصد وزنی پرکننده آنتالپی کریستالی افزایش داشت ولی در 9 درصد وزنی کاهش آنتالپی کریستالی رخ می دهد.