بررسی آزمایشگاهی و مدلسازی تئوری رفتار رئولوژیک نانوکامپوزیت های پلیمری سیلیکا-pp-pet

در میان نانوکامپوزیت های پلیمری ترموپلاستیک، آمیخته های پلی پروپیلن (pp) و پلی اتیلن ترفتالات (pet) به همراه نانوذرات سیلیکا از خواص ویژه ای نسبت به اجزای خالص برخوردارند. اگرچه تحقیقات گوناگونی روی این آمیخته ی پلیمری بدون حضور نانوذرات انجام شده است، اما مطالعات مورفولوژیکی و رئولوژیکی بسیار کمی روی نانوکامپوزیت pp و سیلیکا یا آمیخته ی pp/pet و نانوذرات انجام شده است. در این تحقیق از آمیخته ها ی پلی پروپیلن و پلی اتیلن ترفتالات به عنوان پایه ی پلیمری و سیلیکا به عنوان نانوذره استفاده شده است. آزمایش های رئولوژیکی در دو محدوده ی ویسکوالاستیک خطی و غیرخطی صورت گرفته است. در محدوده ی خطی آزمایش های نوسانی با تغییر بسامد و دامنه کرنش و آزمایش های برشی چرخشی انجام گرفت و همچنین در محدوده ی غیرخطی نیز آزمون های آسایش صورت گرفت. همچنین به منظور بررسی اثرات گرمایی رفتار رئولوژیکی نانوکامپوزیت اثر دما مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایش های تغییر دامنه نشان دادند که اضافه نمودن نانوذره به آمیخته ی پلیمری موجب کاهش ناحیه ی مسطح و افزایش مدول های ذخیره ای و اتلاف می-گردد، این پدیده با افزایش درصد بیشتری از نانوذرات سیلیکا شدت بیشتری پیدا می کند. نتایج حاصل از آزمایش های تغییر بسامد در ناحیه ی ویسکوالاستیک خطی نشان داد که در محدوده ی درصد و قطر مورد بررسی از نانوذرات، افزایش درصد نانوذرات به همراه کاهش قطر آن ها موجب افزایش مدول های ذخیره ای و اتلاف، ظاهر شدن رفتار شبه الاستیک در بسامد های پایین و کاهش بسامد بحرانی می گردد. آزمایش های تغییر دما برای آمیخته ی پلیمری بدون حضور نانوذره، نوعی تغییر خواص ویسکوالاستیک را ضمن افزایش دما نشان می دهند که با اضافه نمودن نانوسیلیکا از شدت این تغییرات کاسته شده و حتی در مواردی موجب حذف کامل آن نیز گردیده است. همچنین نتایج حاصل از آزمایش های sem بیانگر این موضوع بود که اضافه نمودن نانوذرات به آمیخته ی پلیمری pp/pet موجب ایجاد ساختاری همگن تر می گردد که با نتایج حاصل از آزمایش های رئولوژیکی نیز سازگار می-باشد.