تأثير نانو ذرات پرليت بر خواص كششي كامپوزيت HDPE/NR و بهينه ‌سازي تركيب با روش سطح پاسخ و طرح مركب مركزي

در اين پژوهش اثر افزودن نانو ذرات پرليت بر كامپوزيت پلي‌اتيلن چگالي‌ بالا/لاستيك طبيعي به‌ منظور بهبود خواص كششي نانوكامپوزيت پرليت/NR/HDPE به‌صورت تجربي مطالعه شده است. براي توليد نمونه‌ها، با استفاده از مخلوط‌كن داخلي و روش اختلاط مذاب، نانوكامپوزيت پلي‌اتيلن چگالي بالا / لاستيك طبيعي / پرليت با درصدهاي مختلف تهيه شد. با برش ورق حاصله، نمونه‌هاي آزمون كشش تهيه و با انجام آزمون‌هاي مورد نياز، استحكام كششي و درصد ازدياد طول تا نقطه گسيختگي نمونه‌هاي مختلف به‌دست آمد. براي تحليل و بررسي تأثير پارامترهاي تركيب كامپوزيت يعني درصد وزني پرليت و لاستيك طبيعي، از روش بهينه‌سازي سطح پاسخ و از طرح پنج سطحي مركب مركزي استفاده شد. همچنين از ميكروسكوپ الكتروني روبشي براي بررسي ريز ساختار نمونه‌هاي نانوكامپوزيت و ارزيابي نحوه اختلاط بهره گرفته شد. نتايج نشان داد مقدار پرليت تأثير غير همنوايي روي خواص كششي نانوكامپوزيت حاصل دارد و در برخي موارد منجر به افزايش استحكام و كاهش ازدياد طول مي‌شود. همچنين، مشخص گرديد در صورت توزيع يكنواخت نانوذرات پرليت در ماده زمينه، حضور اين نانوذرات منجر به كوچك شدن اندازه فاز لاستيك طبيعي مي‌شود كه به نوبه خود موجب بهبود خواص كششي كامپوزيت حاصل مي شود. مقايسه نتايج كسب شده از نمونه‌هاي مختلف نشان داد نمونه با نانوذره پرليت به ميزان 7 درصد وزني و لاستيك طبيعي با 20 درصد وزني، مقدار استحكام كششي كامپوزيت حاصل به 12 مگاپاسكال افزايش مي‌يابد. با توجه به نتايجي كه بهينه‌سازي چند متغيره ارائه كرد، مقدار بهينه درصد وزني لاستيك طبيعي و نانوذرات پرليت به‌ترتيب برابر 36/89 و 3/00 درصد به‌دست آمد كه در اين صورت مقدار استحكام كششي و تغيير طول تا شكست در بيشينه مقدار خود به‌ترتيب مگاپاسكال 8/32 و 38/89 درصد تعيين شدند.