بررسی تأثیر عوامل شتاب دهنده و فعال کننده بر ارتباط ساختار- خواص نانوکامپوزیت پلی آمید6 ساخته شده به روش پلیمریزاسیون درجا

در این پژوهش هدف بررسی اثر میزان شتابدهنده و فعال کننده و نوع فعال کننده بر ارتباط ساختار- خواص پلی آمید6 در حضور خاک رس می باشد که این نانو کامپوزیت از پلیمریزاسیون حلقه گشای آنیونی کاپرولاکتام در حضور خاک رس به روش پلیمریزاسیون درجا در مخلوط کن داخلی هک تهیه شده است.به این منظور از کاپرولاکتام به عنوان منومر ، سدیم کاپرولاکتام به عنوان شتابدهنده ، هگزا متیلن دی ایزوسیانات و تولوئن دی ایزوسیانات به عنوان فعال کننده و خاک رس اصلاح شده با نام تجاری closite 15a به منظور ساخت نانوکامپوزیت پلی آمید6- خاک رس استفاده شد.در این طرح ابتدا پلیمر شدن کاپرولاکتام طی فرآیند اختلاط واکنشی مذاب به روش آنیونی انجام شد و تأثیر فرمولاسیون های مختلف بر زمان واکنش ، جرم ملکولی و خواص حرارتی و مکانیکی پلی آمید6 بررسی گردید. در ادامه فرآیند ساخت نانو کامپوزیت با استفاده از خاک رس به روش پلیمریزاسیون درجا بر روی دو فرمولاسیون منتخب انجام گرفت و تأثیر خاک رس بر رفتار فیزیکی و مکانیکی، حرارتی و همچنین رئولوژیکی نانوکامپوزیت نهایی بررسی شد. با توجه به نتایج حاصل از آزمون های انجام شده ،مشخص شد که بهترین ترکیب درصد جهت فرآیند شدن کاپرولاکتام و رسیدن به بیشترین جرم ملکولی و دست یابی به بهترین خواص فیزیکی و مکانیکی شامل 5ر1 % شتابدهنده ، 5ر1% فعال کننده و 97% وزنی منومر در فرمولاسیون می باشد. وجود فعال کننده با دو گروه فعال ایزوسیاناتی باعث ایجاد جرم ملکولی بالای پلی آمید6 و تغییر ساختار بلوری و باعث ایجاد نانو صفحاتی در طی فرآیند پلیمریزاسیون گردید. حضور خاک رس در هنگام پلیمر شدن پلی آمید6 ضمن تشکیل نانو کامپوزیت باعث تغییر ابعاد نانو صفحات (nano plates) گردیدکه به علت واکنش فعال کننده با عامل اصلاح کننده سطح خاک رس می باشد که باعث ایجاد این نانو صفحات بر روی سطح خاک رس می شود.در این پژوهش از آزمون ftir به منظور بررسی ساختار شیمیایی پلی آمید6 انجام گرفت. آزمون رئومتری جهت بررسی رفتار مذاب پلیمرو نانو کامپوزیت های آن و همچنین تعیین وزن ملکولی پلی آمید 6 و آزمون dsc جهت بررسی رفتار حرارتی نمونه های خالص و نمونه های نانو کامپوزیت، نظیر دمای ذوب و بلورینگی و تعیین میزان بلورینگی، آزمون tga-dtg جهت مطالعه رفتار گرمایی- تخریبی محصولات این پژوهش و آزمون xrd جهت تعیین میزان و نوع بلورینگی و همچنین تعیین فاصله میان صفحات رس استفاده گردیدند.در ادامه به بررسی ریز ساختار پلی آمید6 و نانو کامپوزیت های آن با استفاده از آزمون sem و afm جهت مطالعه شکل شناسی نانو صفحات تولید شده و همچنین بررسی چگونگی پخش صفحات خاک رس در نمونه ها پرداخته شد. در انتها خواص مکانیکی شامل خواص کششی و ضربه نمونه ها بررسی شد. از جمله نتایج مهم این پژوهش می توان به ساخت پلیمر و نانوکامپوزیت آن در کوتاهترین زمان و ایجاد صفحاتی در بستر پلیمر در محدوده نانومتر و همچنین ورقه ورقه شدن خاک رس و بهبود همه خواص مکانیکی نانو کامپوزیت طی فرآیند اختلاط واکنشی مذاب بروش پلیمریزاسیون درجا و تشکیل نانو کامپوزیت اشاره کرد.