جستجو در:
دوره 4، شماره 1 - ( 1399 )
جلد 4 شماره 1 صفحات 13-30 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Semnani Rahbar R, KALANTARI B, Mohaddes Mojtahedi M R. Investigation on microstructure, morphology, and tensile properties of polypropylene/graphene nanoplatelets nanocomposite fiber in the presence of compatibilizer. IQBQ 2020; 4 (1) :30-13
URL: http://arcpe.modares.ac.ir/article-38-36502-fa.html
URL: http://arcpe.modares.ac.ir/article-38-36502-fa.html
سمنانی رهبر JAFAR، کلانتری بهاره، محدث مجتهدی محمدرضا. بررسی ریزساختار، ریخت‌شناسی و خواص کششی الیاف نانو کامپوزیت پلیپروپیلن/نانو صفحات گرافن در حضور سازگارکننده. پژوهش‌های کاربردی مهندسی شیمی-پلیمر. 1399; 4 (1) :30-13
1- گروه پژوهشی نساجی و چرم، پژوهشکده شیمی و پتروشیمی، پژوهشگاه استاندارد ، semnani@standard.ac.ir
2- دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
3- دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
2- دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
3- دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
چکیده: (3914 مشاهده)
در سالهای اخیر، استفاده از نانو صفحات گرافن (GnPs) در تهیه نانو کامپوزیت‌های پلیمری بسیار مورد توجه قرار گرفته است. چگونگی پخش GnPs در ماتریس پلیمری از اهمیت به‌سزایی برخوردار است به‌نحوی که می‌تواند بر ریزساختار و خواص نهایی نانو کامپوزیت تاثیرگذار باشد. بر این اساس، در این پژوهش تاثیر استفاده از سازگارکننده بر نحوه پخش GnPs و نیز شکل‌گیری ساختار داخلی، آرایش‌یافتگی و خواص کششی الیاف نانو کامپوزیت پلیپروپیلن (PP) حاوی GnPs مورد بررسی قرار می‌گیرد.
الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs حاوی %1/0 و %5/0 GnPs با و بدون سازگارکننده پلیپروپیلن گرافت شده با مالئیک انیدرید (PP-g-MA) به روش ذوب‌ریسی تهیه شدند. نحوه پخش GnPs و مکان قرارگیری آنها در درون الیاف با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و پراش اشعه ایکس با زاویه باریک (SAXS) بررسی شدند. همچنین آرایش‌یافتگی و بلورینگی الیاف به‌ترتیب با استفاده از طیف‌سنجی مادون قرمز پلاریزه (FTIR) و گرماسنج پویشی تفاضلی (DSC) مورد بررسی قرار گرفت. علاوه براین، به کمک تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) به‌دست آمده از سطح مقطع عرضی الیاف، چگونگی شکست در طی آزمون خواص کششی مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از مدل Halpin-Tsai نتایج آزمایشگاهی مدول کششی الیاف با مقادیر تئوری پیش‌بینی شده مقایسه شدند.
تصاویر TEM نشان می‌دهند که در الیاف نانو کامپوزیت حاوی سازگارکننده، میزان تجمعات GnPs کاهش یافته، اندازه تجمعات کوچک‌تر شده و پخش آنها بهبود یافته است. افزایش در طول ناحیه آمورف و بلوری (Lp) به‌دست آمده از آزمون SAXS نشان می‌دهد که در الیاف نانو کامپوزیت حاوی سازگارکننده، بخش اعظم GnPs در ناحیه درون فیبریلی قرار گرفته‌‌ا‌ند. براساس نتایج به‌دست آمده از آزمون FTIR پلاریزه و DSC، آرایش‌یافتگی و بلورینگی الیاف نانو کامپوزیت PP/G0.5 در حضور سازگارکننده به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد. همچنین اثر تقویت‌سازی GnPs در الیاف نانو کامپوزیت PP/MA/GnPs را می‌توان با پخش بهتر GnPs و تغییر ساختار داخلی الیاف تشریح نمود. علاوه بر این، حضور سازگارکننده در ساختار الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs، موجب تغییر رفتار شکست کششی الیاف از حالت انعطاف‌پذیر به حالت شکننده می‌شود.
الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs حاوی %1/0 و %5/0 GnPs با و بدون سازگارکننده پلیپروپیلن گرافت شده با مالئیک انیدرید (PP-g-MA) به روش ذوب‌ریسی تهیه شدند. نحوه پخش GnPs و مکان قرارگیری آنها در درون الیاف با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و پراش اشعه ایکس با زاویه باریک (SAXS) بررسی شدند. همچنین آرایش‌یافتگی و بلورینگی الیاف به‌ترتیب با استفاده از طیف‌سنجی مادون قرمز پلاریزه (FTIR) و گرماسنج پویشی تفاضلی (DSC) مورد بررسی قرار گرفت. علاوه براین، به کمک تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) به‌دست آمده از سطح مقطع عرضی الیاف، چگونگی شکست در طی آزمون خواص کششی مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از مدل Halpin-Tsai نتایج آزمایشگاهی مدول کششی الیاف با مقادیر تئوری پیش‌بینی شده مقایسه شدند.
تصاویر TEM نشان می‌دهند که در الیاف نانو کامپوزیت حاوی سازگارکننده، میزان تجمعات GnPs کاهش یافته، اندازه تجمعات کوچک‌تر شده و پخش آنها بهبود یافته است. افزایش در طول ناحیه آمورف و بلوری (Lp) به‌دست آمده از آزمون SAXS نشان می‌دهد که در الیاف نانو کامپوزیت حاوی سازگارکننده، بخش اعظم GnPs در ناحیه درون فیبریلی قرار گرفته‌‌ا‌ند. براساس نتایج به‌دست آمده از آزمون FTIR پلاریزه و DSC، آرایش‌یافتگی و بلورینگی الیاف نانو کامپوزیت PP/G0.5 در حضور سازگارکننده به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد. همچنین اثر تقویت‌سازی GnPs در الیاف نانو کامپوزیت PP/MA/GnPs را می‌توان با پخش بهتر GnPs و تغییر ساختار داخلی الیاف تشریح نمود. علاوه بر این، حضور سازگارکننده در ساختار الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs، موجب تغییر رفتار شکست کششی الیاف از حالت انعطاف‌پذیر به حالت شکننده می‌شود.
واژه‌های کلیدی: الیاف نانو کامپوزیت پلیپروپیلن/ نانو صفحات گرافن، سازگارکننده، پخش، بلورینگی، آرایش‌یافتگی
نوع مقاله: پژوهشی اصیل |
موضوع مقاله:
نانو کامپوزیت
دریافت: 1398/6/25 | پذیرش: 1398/12/27 | انتشار: 1399/4/1
دریافت: 1398/6/25 | پذیرش: 1398/12/27 | انتشار: 1399/4/1
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |