بررسي خواص مكانيكي نانو كامپوزيت‌هاي سه تايي پلي‌پروپيلن- پلي اتيلن خطي چگالي پايين- نانو ذرات اكسيد تيتانيوم به كمك روش رويه پاسخ

Mechanical Properties of Nanocomposites Based on Polypropylene-linear Low Density Polyethylene-titanium Dioxide Nano Particles by Response Surface Methodology

در اين تحقيق، خواص مكانيكي، شامل استحكام كششي، مدول الاستيك، ازدياد طول و استحكام ضربه اي نانوكامپوزيت‌هاي بر پايه آلياژ پلي‌پروپيلن و پلي‌اتيلن خطي چگالي پايين، تقويت شده با نانوذرات اكسيد تيتانيوم بررسي شده است. براي طراحي آزمايش جهت تهيه تركيبات از طرح Box-Behnken روش رويه پاسخ (RSM) استفاده شده است. بر اساس اين طرح ازمايش 15 نمونه شامل 0، 2 و 4 درصد وزني نانو ذرات اكسيد تيتانيوم 0، 3 و 6 درصد وزني عامل سازگار كننده و نيز 20، 40 و 60 درصد وزني پلي‌اتيلن خطي چگالي پايين و عامل سازگاركننده‌ي استايرن- اتيلن- بوتيلن- استايرن (SEBS) توسط يك اكسترودر همسوگرد تهيه شدند. آزمون‌ هاي مكانيكي كشش براي تعيين استحكام‌ كششي، مدول الاستيسيته، ازدياد طول تا پارگي و استحكام ضربه اي تركيبات انجام شدند. مشاهده شد كه با حضور نانو ذرات اكسيد تيتانيوم مدول الاستيسيته نسبت به تركيب پايه پلي‌پروپيلن/پلي‌اتيلن خطي چگالي پايين7 درصد افزايش،اما استحكام كششي و ازدياد طول تا پارگي كاهش مي‌يابد. استحكام ضربه اي تركيبات با حضور نانو ذرات اكسيد تيتانيوم در حدود 5 درصد افزايش مي يابد. همچنين بر اساس روش رويه پاسخ سطح مدل هايي جهت پيش بيني خواص مكانيكي ارائه گرديد.

In this study, mechanical and thermal properties of nanocomposites based on polypropylene/ linear low density polyethylene/ nano titanium dioxide (PP/LLDPE/TiO2) were studied. Experiments were designed according to Box-Behnken response surface methodology (RSM) to screen out significant factors from linear low density polyethylene (LLDPE), styrene-ethylene-butylenestyrene (SEBS) and titanium dioxidenano particles (TiO2). The samples were produced using a co-rotating twin screw extruder including 0,2,4 Wt.% of nano particles, 20,40,60 Wt.% of LLDPE and 0,3,6 Wt.% styrene-ethylene-butylene-styrene(SEBS) as comptabilizer. Tensile properties (modulus, tensile strength and elongation at break) and impact resistance were evaluated. The results showed that modulus was increased by 7% with addition of nano particles in comparison to PP/LLDPE. In addition, impact resistance was increased by 5% and tensile strength and elongation at break were decreased.Some models also presented using the response syrface for predicting the mechanical properties.