نام پژوهشگر: نسیم بازوبندی

بررسی رفتار خراش فیلم پلی اتیلن و نانوکامپوزیت های آن با تقویت کننده ی نانوذرات کربنات کلسیم
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1391
  نسیم بازوبندی   سید عبدالکریم سجادی

هدف اصلی این تحقیق، بررسی مکانیزم تغییرشکل فیلم های نانوکامپوزیت پایه پلی اتیلن تقویت شده با نانوذرات کربنات کلسیم در آزمون خراش بوده است. مواد اولیه ی مورد استفاده، پلی اتیلن با چگالی g/cm 3 937/0 و شاخص جریان مذاب g/10 min 2/4 و ذرات کربنات کلسیم رسوبی با ابعاد متوسط nm 70 بود. برای این منظور فیلم های پلی اتیلن خالص و نانوکامپوزیت با 5، 5/7 و 10 درصد وزنی نانوذرات کربنات کلسیم، به روش قالبگیری فشاری آماده شدند. آزمون خراش توسط فرورونده ای مخروطی شکل با زاویه ی مخروطی ?120 و شعاع نوک 5 میکرومتر، انجام شد. در این تحقیق تاثیر سه متغییر نیروی عمودی خراش، سرعت خراش و درصد فاز تقویت کننده، بر رفتار خراش فیلم پلی اتیلن، بررسی شد. ابعاد آسیب خراش و مکانیزم تغییرشکل خراش با استفاده از میکروسکوپ نوری و sem مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که با افزایش درصد نانوذرات کربنات کلسیم به زمینه ی پلی اتیلن، پهنای خراش برای تمام نیروهای عمودی و سرعت های خراش، کاهش می یابد. حداکثر سختی خراش برای نمونه های حاوی 10 درصد وزنی کربنات کلسیم حاصل شد. مکانیزم خراش پلی اتیلن برای نیروهای عمودی خراش کوچک تر از n 25، از نوع آسیب شخم زدن نرم و خطوط ضعیف پدیده ی اتوکشی، می باشد. در حالی که برای نیروی n 25 ترک های سهمی متناوبی در سطح خراش آشکار شده و آسیب پولک ماهی، بوجود آمده است. تغییرشکل خراش برای نانوکامپوزیت حاوی 10 درصد وزنی کربنات کلسیم، در نیروهای کم تر از n 25 مشابه با پلیمر خالص است و در نیروی n 25، ترک های متناوب همچون پلی اتیلن خالص، در سطح خراش وجود دارد. البته با این تفاوت که شدت تغییرشکل مومسان، در سطح شیار خراش کامپوزیت بیشتر است و همچنین نواحی پاره شده، ترک های مویی و حفرات در سطح خراشیده شده، وجود دارد که همگی ناشی از جدایش در فصل مشترک نانوذرات - زمینه می باشند. با مقایسه ی ریزساختار پلی اتیلن و نانوکامپوزیت حاوی wt%10 کربنات کلسیم، با استفاده از tom و sem، تاثیر نانوذرات caco3 بر کاهش ابعاد اسفرولیت های پلی اتیلن مشاهده شد که ناشی از افزایش مکان های جوانه زنی در حضور این ذرات است.