تهیه و بررسی خواص الکتریکی و رئولوژیکی نانوکامپوزیت‏های پلی‏اتیلن شبکه ای/ نانولوله‏های کربنی

در این مطالعه نانوکامپوزیت های پلی اتیلن/ نانونولوله کربنی شامل 1، 5، 8 وphr10 نانولوله به روش اختلاط مذاب تهیه شد. پلی‏اتیلن به روش سیلانی شبکه‏ای شد. آزمون تعیین محتوای ژل جهت بررسی میزان شبکه‏ای شدن نانوکامپوزیت‏ها انجام شد. نانولوله های کربنی توسط واکنش های افزایشی رادیکال آزاد با عامل وینیل تری اتوکسی سیلان (vtes) اصلاح شدند. نانولوله های اصلاح شده با استفاده از آنالیزهای زیرقرمز تبدیل فوریه، آنالیز عنصریedax و گرماوزن سنجی شناسایی شدند و نتایج نشان داد که واکنش اصلاح با موفقیت انجام شده است. ریخت شناسی نانوکامپوزیت‏ها بوسیله ریزبینی الکترونی روبشی بررسی شده است. پایداری ابعادی در دمای بالای نانوکامپوزیت‏ها توسط آزمون خزش در دمای بالا (hot set) بررسی شد که نتایج نشان داد نمونه های حاوی پلی‏اتیلن شبکه‏ای قابلیت تحمل دمای بالاتر از نقطه ذوب پلی‏اتیلن را به خوبی دارند و همپنین درصد خزش آن‏ها با افزایش نانولوله‏ها و اصلاح آن‏ها کاهش می‏یابد. پایداری گرمایی نمونه‏ها توسط آزمون tga بررسی شد. افزودن نانولوله‏ها باعث افزایش دمای بیشترین سرعت کاهش وزن(tp) و دما بعد از 5% کاهش وزن (t5%) شده است. همچنین اصلاح نانولوله‏ها باعث بهبود مقاومت حرارتی شده است. رفتار ذوب و بلورینگی نانوکامپوزیت‏ها توسط آزمون dsc انجام گرفت. دمای بلورینگی با افزودن نانولوله‏ها افزایش یافت که می‏توان آن را به اثر هسته گذاری نانولوله‏ها مربوط دانست.خواص الکتریکی نانوکامپوزیت‏ها بررسی شد که نتایج نشان می‏دهد نانوکامپوزیت‏های حاوی نانولوله‏های کربنی خالص و اصلاح شده در wt%7 به آستانه اتصال الکتریکی می‏رسند. به طوریکه مقدار هدایت الکتریکی از از 15-10 ×63/4 برای پلی‏اتیلن خالص به s/cm 2-10 ×70/5 برای نانوکامپوزیت حاوی phr 10 نانولوله افزایش می‏یابد. اصلاح نانولوله‏ها اگرچه به دلیل پراکنش بهتر در ماتریس پلی‏اتیلن باعث افزایش هدایت الکتریکی شده است اما بر مقدار آستانه اتصال تأثیری نداشته است. هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت‏های حاوی پلی‏اتیلن شبکه‏ای با افزایش مقدار نانولوله تغییر قابل توجهی نشان ندادند. خواص رئولوژیکی نانوکامپوزیت‏ها نیز بررسی شد. نتایج نشان می‏دهد با افزایش مقدار نانولوله‏های کربنی مدول ذخیره (g’) به یک ناحیه مسطح در فرکانس‏های پایین می‏رسد که به دلیل رسیدن نانوکامپوزیت‏ها به آستانه اتصال رئولوژیکی می‏باشد. نتایج بررسی خواص رئولوژیکی نانوکامپوزیت‏ها نشان می‏دهد که نانوکامپوزیت‏های حاوی نانولوله‏های کربنی خالص و اصلاح شده هر دو در wt%9/0 به آستانه اتصال رئولوژیکی می‏رسند که به طور قابل توجهی از مقادیر آستانه اتصال الکتریکی کمتر است. این تفاوت را می‏توان به فاصله نانولوله-نانولوله کمتر مورد نیاز برای رسیدن به آستانه اتصال الکتریکی مربوط دانست.