اثر خاك هاي ‌رس متفاوت وپلي‌استيرن اصلاح شده با مالييك‌انيدريد بر نانوكامپوزيت هاي پلي‌استيرن - خاك‌رس

Effects of Different Types of Clays and Maleic Anhydride Modified Polystyrene on Polystyrene/Clay Nanocomposites

نانوكامپوزيت‌هاي پليمري موضوع جديدي در پژوهش هاي كنوني ايران و د نيا به شمار مي روند. در نانوكامپوزيت‌هاي پليمري افزايش مقدار كمي خاك رس(2 تا 5 درصد) خواص فيزيكي و مكانيكي، گرمايي، نفوذناپذيري و اشتعال ناپذيري بسيار خوبي را فراهم مي‌سازد. پلي‌استيرن داراي استحكام و مدول زياد و پايداري ابعادي عالي است. اما، ازدياد طول و مدول خمشي ضعيفي دارد كه با ا فزودن خاك‌رس مي‌توان اين خواص را بهبود بخشيد. دراين مقاله نانوكامپوزيت‌هاي پلي‌استيرن- خاك‌رس مطالعه شد و اثر خاك هاي ‌رس‌ متفاوت كلويزيت 10A و نانومر I.30TCو پلي‌استيرن اصلاح شده با مالييك‌انيدريد روي خواص مكانيكي نانوكامپوزيت تهيه شده ارزيابي شده است. نمونه‌ها در اكسترودر دو مارپيچي تهيه شدند و با دستگاه پراش ‌پرتوX (XRD) و ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) مقدار بين لايه اي شدن يا ورقه اي شدن لايه هاي سيليكاتي ارزيابي و ساختار نمونه‌ها مشاهده شد. نتايج بررسي خواص مكانيكي نشان مي‌دهد كه با افزايش خاك رس به ويژه به همراه پلي‌استيرن اصلاح شده مدول خمش (به مقدار حدود 30درصد) و ازدياد طول تا پارگي (به مقدارحدود 38درصد) بهبود يافته است. نتايجXRD و TEM ساختاري بين لايه اي با پتانسيل ورقه اي شدن را نشان مي‌دهد.

Polymer/clay nanocomposites are considered as a new subject of research in Iran and the world. Addition of a minimum amount of clay (2-5wt%) can improve the mechanical properties, enhance barrier properties and reduce flammability dramatically. Polystyrene (PS) exhibits high strength, high modulus and excellent dimensional stability, but it has poor ductility, elongation, and flexural modulus. By incorporating clay into polystyrene these properties can be improved. In this study preparation of polystyrene/clay nanocomposite, effects of different types of clays (Cloisite 10A and Nanomer I.30TC) and maleic anhydride modified polystyrene on mechanical properties of the prepared polystyrene/clay nanocomposites were evaluated. Samples were prepared by a twin screw extruder. Transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD) techniques were employed to evaluate the extent of intercalation and exfoliation of silicate layers in the nanocomposites. Mechanical tests show that by addition of clay and maleic anhydride modified polystyrene the flexural modulus (~30%) and elongation-at-break (~40%) of prepared nanocomposites have been improved. XRD and TEM results show that nanocomposite have an intercalated structure with ability to change to further exfoliation structure