بررسی نقش همزمان نانو ذرات خاک رس و نرخ کرنش بر رفتار کششی نانوکامپوزیت زمینه پلی‌اتیلن

نویسندگان

1 استاد بخش مهندسی مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

2 استادیار، پژوهشکده مکانیک، پژوهشگاه فضایی، شیراز، ایران

3 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، بخش مهندسی مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

doi
10.30495/jnm.2023.32180.2005
چکیده

چکیدهمقدمه: به منظور بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی پلی­ اتیلن افزودن برخی تقویت کننده­ ها مانند خاک رس به آن بسیار رایج است. خاک رس به عنوان یکی از مهمترین تقویت کننده­ ها جهت افزودن به پلیمرهای مختلف می­باشد که منجر به تولید دسته جدیدی از مواد به نام کامپوزیت ­های پلیمر- خاک رس شده است.روش­: در تحقیق حاضر، رفتار کششی نانو کامپوزیت­ های زمینه پلی­ اتیلن تقویت شده با درصدهای مختلف نانو ذرات خاک رس از نوع مونت موریلونیت (0، 1، 3، 5 و 10)در دو نرخ کرنش (1/0 وmin-1 5/0) و دو دمای متفاوت (25 و 50 درجه سانتی­گراد) مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور نمونه­ های استاندارد با استفاده از روش قالب­گیری تزریقی تهیه شدند. همچنین سطح شکست نمونه­ های تغییر شکل یافته به همراه سطح جانبی نمونه­ های کرنش یافته به ترتیب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت.یافته ­ها: نتایج به دست آمده از آزمایش کشش نشان داد که خواص کششی پلی ­اتیلن به مقدار نانو خاک رس و وابستگی دارد. ب­طوریکه با افزایش نانوخاک رس تا 10 درصد وزنی استحکام تسلیم از 24 به 28 مگاپاسکال افزایش می­ یابد. بررسی مدل ایرینگ نشان می­دهد که افزودن نانو ذرات خاک رس تا 10 درصد وزنی ، باعث افزایش میزان تغییرات آنتالپی از 97/64 به بالاتر از 100 kj/mol و حجم فعال­سازی از 0049/0 به 01/0 می­ شود.نتیجه­ گیری: نتایج ارزیابی میکروسکوپی بیانگر نقش پررنگ نانوذرات خاک رس در فعال شدن باندهای برشی در حین تغییر شکل پلی­ اتیلن می­ باشد.