بررسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت PP/NBR/SiC در حضور سازگارکننده PP-g-MA به منظور بهینه‌سازی مدول الاستیسیته و مقاومت به ضربه

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

doi
10.22034/ijme.2025.512467.2066
چکیده

هدف از این تحقیق بررسی اثر اجزای نانوکامپوزیت پلی‌پروپیلن (PP)/ نیتریل بوتادین رابر (NBR)/ نانوذرات کاربید سیلیسیم (SiC) بر رفتار مکانیکی (مدول الاستیسیته و مقاومت به ضربه) در حضور پلی‌پروپیلن گرفت‌شده با مالئیک انیدرید (PP-g-MA)، به عنوان سازگارکننده است. بدین منظور از طرح باکس بنکن (BBD) با سه پارامتر لاستیک NBR (10 تا 30 درصد وزنی)، نانوذرات SiC (1 تا 5 درصد وزنی) و سازگارکننده PP-g-MA (3 تا 15 درصد وزنی) به منظور طراحی آزمایش (15 آزمایش)، جهت تعیین نمونه‌ها بهره برده شد. به منظور ساخت نمونه‌ها نیز از فرایند اختلاط مذاب استفاده گردید. مدول الاستیسیته و مقاومت به ضربه به ترتیب طبق استاندارد D638 و D256 بررسی شد. نتایج حاصل از منحنی و روش سطح پاسخ (RSM) در حالت کلی کاهش مدول الاستیسیته و افزایش مقاومت به ضربه را همراه با افزایش فاز NBR، از 10 تا 30 درصد، نشان می‌دهد؛ افزایش سازگارکننده از 3 تا 15 درصد نیز به‌طور پیوسته مدول الاستیسیته و مقاومت به ضربه را بهبود می‌بخشد؛ همچنین افزایش نانوذرات SiC، از 1 تا 5 درصد، نیز مدول الاستیسیته را افزایش داده و مقاومت به ضربه را بهبود می‌بخشد. بهینه‌سازی خواص مکانیکی منجر به مقادیر 75/273 مگاپاسکال و 01/69 ژول بر متر برای مدول الاستیسیته و مقاومت به ضربه شد که در ترکیب بهینه شامل 62/17 درصد NBR، 15 درصد PP-g-MA و 47/4 درصد SiC حاصل گردید. با توجه به تاثیر ریزساختار بر خواص مکانیکی مواد، از تصاویر میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) برای مطالعه ریزساختار به منظور تایید نتایج استفاده گردید.