امکان سنجی استفاده از جداکننده های باتری سرب-اسید به عنوان افزودنی در کامپوزیت های پلی اتیلنی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری،پژوهشکده علوم و فناوری نانو، دانشگاهصنعتی شریف، تهران.

2 دانشیار، مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران.

3 دانشجوی کارشناسی ارشد،مهندسی مواد،دانشگاه صنعتی شریف،تهران.

doi
10.22068/jstc.2023.1972662.1810
چکیده

باتری‌های سرب-اسید بخش قابل‌توجهی از بازار جهانی باتری‌ها هستند که با توجه به عمر کوتاه آن‌ها، با چالش‌های زیست‌محیطی جدی مرتبط با ضایعات باتری های سرب-اسید مواجه هستیم. یکی از اجزای این باتری‌ها جداکننده‌های آن‌ها است، که علاوه بر پلی‌اتیلن، سیلیکا و مقادیری از ترکیبات سرب نیز دارند. در این پژوهش از جداکننده باتری سرب اسید و پلی‌اتیلن به عنوان زمینه برای تهیه کامپوزیتی استفاده شد که به دلیل حضور سیلیکا می‌تواند خواص مکانیکی پلی‌اتیلن را بهبود بخشد. نمونه‌هایی با زمینه پلی‌اتیلن پرچگالی و خطی کم‌چگالی به همراه 5 تا 15 درصد وزنی جداکننده‌ی باتری سرب-اسید تهیه شده و خواص مکانیکی و حرارتی آن‌ها مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت. با تجزیه و تحلیل نتایج آزمون گرماسنجی تفاضلی روبشی، نوع پلی‌اتیلن در جداکننده باتری پلی‌اتیلن پرچگالی تعیین شد. با افزودن جداکننده‌ی باتری به زمینه پلی‌اتیلن پرچگالی مدول کشسانی حدود %22 و مدول خمشی حدود %55 افزایش یافت. این بهبود برای مدول کشسانی پلی‌اتیلن خطی کم‌چگالی تقریباً %35 بود. برای نمونه با زمینه پلی‌اتیلن پرچگالی حاوی 15 درصد جداکننده استحکام تسلیم از 1.25 مگاپاسکال به 28 مگاپاسکال و برای نمونه با زمینه پلی‌اتیلن کم چگالی حاوی 15 درصد جداکننده استحکام تسلیم از 9.11 مگاپاسکال به 7.13 مگاپاسکال افزایش یافته است. سختی و مدول برای 15 درصد جداکننده در بیشینه مقدار را دارند. بنابراین 15 درصد جداکننده مقداری بهینه برای بهبود خواص مکانیکی نمونه‌ها است.