تهیه ذرات هسته-پوسته کربنات کلسیم/کوپلیمر (بوتیل آکریلات-متیل متاکریلات) و اثر آنها بر روی خواص مکانیکی کامپوزیت های pvc

pvc از استحکام بالا، مقاومت شیمیایی و خوردگی و قیمت پائین پار دارد، اما استحکام ضربه پذیری آن پائین است که باعث محدودیت کاربرد آن در بعضی از حوزه ها می گردد. از اینرو هدف اصلی این تحقیق ارتقاء ضربه پذیری pvc از طریق بهبود برهم کنش سطح مشترک بین ذرات پرکننده و ماتریس بوده بدون آنکه سایر خواص مکانیکی افت نماید. در ابتدای این تحقیق به بررسی تاثیر روش اضافه نمودن نانوذرات کربنات کلسیم اصلاح شده و اصلاح نشده بر پراکندگی این ذرات در ماتریس pvc و خواص مکانیکی آن پرداخته شده است. بررسی ها نشان داد که اختلاط مستقیم خشک نسبت به افزایش نانوذرات در نقطه ذوب پراکندگی بهتری از نانو ذرات کربنات کلسیم در ماتریس pvc نتیجه می دهد. خواص مکانیکی نشان دادند که روش اختلاط مستقیم خشک خواص مکانیکی بهتر از حالت افزایش نانو ذرات در نقطه ذوب را به همراه دارد. در بخش بعدی این تحقیق به بررسی تاثیر تغییر نسبت وزنی پرکننده با اندازه میکرو به نانو ذرات کربنات کلسیم اصلاح شده پرداخته شد. کربنات کلسیم با استفاده از عوامل اصلاح سطحی 3-مرکاپتوپروپیل تری متوکسی سیلان و پلی متیل هیدروژن سیلوکسان اصلاح گردیدند. خواص مکانیکی نشان داد که در نسبت جرمی ذرات کربنات کلسیم با اندازه میکرو به نانو 9 به 6 بهترین خواص مکانیکی حاصل می گردد. در ادامه این تحقیق سنتز ذرات هسته-پوسته که هسته آنها کربنات کلسیم اصلاح شده و پوسته کوپلیمری از بوتیل آکریلات و متیل متاکریلات بوده و از طریق فرآیند بسپارش امولسیونی تشکیل شدند مورد بررسی قرارگرفتند. آنالیزهای نمونه های تهیه شده نشان داد که پیوند مستحکمی بین هسته و پوسته ایجاد شده است که حتی بعد از استخراج با سوکسله توسط استون این پیوندها از بین نمی روند. در بخش بعدی کامپوزیت های هسته-پوسته pvc که در آنها نسبت های مولی تکپارهای بوتیل آکریلات و متیل متاکریلات تغییر می نمودند مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج آزمون استحکام ضربه ای نشان دادند که کامپوزیت های pvc که با ذرات میکرو هسته-پوسته تهیه شده بودند تا سه برابر و نمونه های تهیه شده با نانوذرات هسته-پوسته تا هجده برابر افزایش این خاصیت را نسبت به pvc بدون پرکننده نشان می دادند و کامپوزیت های سوپر چقرمه شده ای حاصل می گردید. افزایش طول تا نقطه پارگی تمامی نمونه های هسته-پوسته pvc نسبت به pvc بدون پرکننده افزایش نشان داده و استحکام کششی این نمونه ها در مقایسه با pvc بدون پرکننده تغییرات خیلی ناچیزی را به همراه داشته اند. تصاویر sem سطح شکست ضربه ای کامپوزیت های هسته-پوسته نشان می داد نمونه های دارای نسبت های مولی پائینی از تکپار های بوتیل آکریلات به متیل متاکریلات دارای سطحی نسبتاً صاف و بدون ویژگی خاصی بودند ولی نمونه های با نسبت های مولی بالا ساختاری شبیه به کندوی زنبور عسل را نشان می دادند.