بررسی رفتار تبلور در الیاف نانو کامپوزیت پلی‌پروپیلن/نانو صفحات گرافن بخش دوم- سینتیک تبلور غیرهمدما

نویسندگان

1 استادیار، گروه پژوهشی نساجی و چرم، پژوهشکده شیمی و پتروشیمی، پژوهشگاه استاندارد، کرج، ایران

2 دکتری، دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

3 دانشیار، دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

doi
/amnc.2019.8.30.3
چکیده

خواص مکانیکی و گرمایی پلیمرها وابستگی زیادی به رفتار بلوری شدن و ریخت‌شناسی بلور آنها دارد. در این تحقیق، رفتار بلورینگی غیر همدمای الیاف نانو کامپوزیت پلی‌پروپیلن/نانو صفحات گرافن (PP/GnPs) حاوی 1/0، 5/0 و 1% GnPs با استفاده از گرماسنج پویشی تفاضلی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، از مدل‌های اوزاوا و Mo برای برازش مرحله ابتدای تبلور غیر همدما استفاده شد. همچنین فعالیت هسته‌زایی و انرژی فعال‌سازی موثر ماده افزودنی به‌ترتیب به‌وسیله روش‌های Dobreva و فریدمن مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش سرعت سرمایش، پیک تبلور در منحنی‌های گرمازای همه نمونه‌ها به دماهای پایین‌تر انتقال یافته و پهن‌تر شده‌‌اند. علاوه بر این، مشاهده شد که برخلاف مدل اوزاوا، مدل Mo به خوبی می‌تواند تبلور غیر هم‌دمای الیاف PP و الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs را توصیف کند. براساس نتایج حاصله، نمونه‌های PP/G-0.1 و PP/G-1 به‌ترتیب کمترین و بیشترین کارآیی هسته‌زایی را در همه سرعت-های سرمایش نشان می‌دهند. علاوه بر این، با افزودن GnPs به ماتریس PP انرژی فعال‌سازی تبلور کاهش یافته است که نمایانگر قابلیت تبلور بالاتر سیستم پلیمری PP/GnPs می‌باشد. نتایج حاصله نشان می‌دهد که اگرچه نانو صفحات دو بعدی GnPs هسته‌زایی ناهمگن را تسهیل می‌کنند ولی حضور نانو صفحات با اندازه بزرگ به‌عنوان موانع فیزیکی عمل کرده و از فرآیند رشد بلور ممانعت می‌کند و بنابراین سرعت تبلور الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs کاهش می‌یابد.