بررسی تاثیر افزایش نانوذرات پرلیت بر خواص مکانیکی و ریزساختار ترکیب پلیمری PP/NR تهیه شده با فرایند اختلاط مذاب :بهینه سازی با رویکرد سطح پاسخ

نویسندگان

1 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه دامغان، دامغان.

2 دانشجوی کارشناسی ارشد،مهندسی مکانیک،دانشگاه سمنان،سمنان.

3 استاد،مهندسی مکانیک،دانشگاه سمنان، سمنان.

4 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید بهشتی، تهران.

doi
10.22068/jstc.2023.1982818.1817
چکیده

پژوهش حاضر به مطالعه اثر افزودن نانوذرات پرلیت و لاستیک طبیعی با درصد‌های وزنی مختلف بر مدول کششی و استحکام ضربه‌ای پلی پروپیلن پرداخته است. برای این منظور، نمونه‌های مختلف با استفاده از دستگاه مخلوط کن داخلی بر اساس استانداردهای آزمون‌های کشش و ضربه تولید و تست شدند. همچنین با کمک روش بهینه سازی پاسخ سطح (RSM)، نقش پارامتر‌های ورودی بر پاسخ‌ها در جهت دست یابی به خواص مکانیکی بهینه و پیش بینی این خواص با مدل‌های ریاضی در قالب طرح پنج سطحی مرکب مرکزی (CCD) مورد بررسی قرار گرفت. بعلاوه، از آزمون -SEM به جهت مشاهده تغییرات ایجاد شده در ریز ساختار نمونه‌ها بهره گرفته شد. نتایج نشان داد، افزودن7 wt.% از نانوذرات پرلیت به ماتریس حاوی20 wt.% از لاستیک طبیعی، مقدار مدول کششی را 11.27% افزایش و استحکام ضربه‌ای را 52.01% نسبت به افزودن 3 wt.% از نانوذرات پرلیت به همان ماتریس کاهش می‌دهد. نتایج بهینه سازی چند متغیره اثبات کرد که درصد وزنی بهینه نانوذرات پرلیت و لاستیک طبیعی به ترتیب 4.04 و 35.26 wt.% بود. در این صورت بیشترین مقدار حاصل شده برای مدول کششی 508.04 MPa و استحکام ضربه‌ای‌ 108.52 J/m تعیین شد. با مشاهده تصاویر SEM استنباط شد که تغییر در اندازه فاز الاستومری به جهت استفاده از درصد‌های وزنی گوناگون تقویت کننده، باعث متفاوت شدن نتایج خواص مکانیکی نمونه‌ها با یکدیگر شد.