اثر افزودن نانو ذرات کربنات کلسیم (با درصدهای وزنی مختلف) بر خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن/ کربنات کلسیم

در این تحقیق چگونگی تأثیر مواد افزودنی کربنات کلسیم بر خواص مکانیکی و شرایط ابعادی محصول تولید شده به روش تزریق پلاستیک آزمایش و مطالعه شد. برای تهیه ترکیبات مختلف با درصدهای مشخصی از نانو ذرات، از روش ذوبی اکستروژن استفاده شد. پس از آماده سازی کامپوندهای مختلف از پلی پروپیلن- نانوذرات کربنات کلسیم، میزان سیالیت مواد اندازه گیری گردید. حضور نانو ذرات در زمینه پلیمری مذاب باعث افزایش میزان سیالیت شد. در مرحله بعد نمونه های استاندارد آزمون های کشش، خمش و ضربه با استفاده از یک دستگاه قالبگیری تزریقی و قالب های طراحی شده بر اساس استانداردهای astm قالبگیری شدند. خواص مکانیکی مورد آزمایش شامل، مقاومت کششی، ازدیاد طول در نقطه شکست، استحکام به ضربه و مقاومت خمشی بود. آزمون ابعادی بر روی قطعات تست کشش صورت پذیرفت و میزان انقباض برای هر کامپوند با درصدهای مختلفی از نانو ذرات در جهات مختلف بدست آمد. بطور کلی وجود نانو ذرات در فاز زمینه باعث کاهش میزان انقباض در مقایسه با حالت خالص مواد شد، ولی با افزایش درصد این ذرات در زمینه پلیمری، بدلیل افزایش میزان ساختار بلوری انقباض نیز افزایش یافت. افزودن نانو ذرات باعث افزایش قابل ملاحظه در استحکام به ضربه و ازدیاد طول در نقطه شکست شد و همچنین باعث افزایش استحکام خمشی گردید. در نانوکامپوزیت حاوی %15 نانو ذرات، میزان استحکام به ضربه %107 در مقایسه با حالت خالص افزایش یافت. تصاویر گرفته شده توسط میکروسکوپ الکترونی از سطح شکست نمونه های ضربه محتوی درصدهای مختلفی از نانو ذرات نشان داد که نانو ذرات از پراکندگی مناسبی در زمینه پلیمری برخورداند. در این تحقیق تغییرات فشار مذاب در درون قالب بر حسب زمان اندازه گیری شد و مقادیر سطح زیر منحنی نیرو-زمان و حداکثر فشار درون قالب در طی قالبگیری بعنوان شاخص های ارزیابی (متغیر پاسخ) در یکنواختی فرآیند قالبگیری در نظر گرفته شدند. نتایج حاصله از سنسور اندازه گیری فشار مذاب داخل قالب برای درصدهای مختلف از نانو ذرات نشان داد که میزان انتگرال منحنی نیرو-زمان کاهش و یکنواختی تولید با افزایش درصد ذرات افزایش می یابد.