اثر پلي آميد 6 بر ساختار بلوري پليمر در نانوكامپوزيت پلي وينيليدن فلويوريد-نانوخاك-رس

Effect of Polyamide 6 on Crystalline Structure ofPolymer in PVDF-Nanoclay Nanocomposite

در اين پژوهش، اثر نانوخاك رس بر ساختار بلوري پلي وينيليدن فلويوريد (PVDF) و شكل شناسي نانوكامپوزيت حاصل با ابزارهاي مختلف مطالعه شد. آثار 3 درصد وزني از نانوخاك رس كلويزيت 30B ( Cloisite 30B) روي ساختار بلوري PVDF چنان است كه بيش از 11 برابر درصد بلور بتاي آن را افزايش مي دهد. درصد بلور بتا از 6% در حالت پليمر خالص به 68% در غلظت 3% از اين نانوخاك رس بالغ شد. اين به اثر الگوبخشي سطح ذرات نانو خاك رس نسبت داده شد. افزودن 5 درصد وزني از پلي آميد 6 باعث بهبود حالت پخش و افزايش گرانروي و جا به جايي بسامد تقاطع به بسامدهاي كمتر شد، ولي به دليل تمايل زياد نايلون به اصلاح كننده آلي نانوخاك رس و پوشانده شد كاملا از اثر الگوبخشي آن به نوع بلور PVDF جلوگيري كرد. كاهش گرانروي در مورد نانوكامپوزيت سازگارنشده به كاهش گره خوردگي زنجيرهاي PVDF‌ نسبت داده شد. در حالي كه افزايش گرانروي به وجود ذرات نانوكامپوزيتي نايلون- نانوخاك رس و جا به جايي محل تقاطع مدول هاي اتلاف و ذخيره به بسامدهاي كمتر به برهم كنش نايلون و PVDF در حضور اين نانوذرات ذرات نسبت داده شد. . انتظار مي رود، وجود پلي آميد 6 موجب بهبود توليد بلورهاي بتاي جهت يافته در PVDF شود كه ارايه دهنده خواص پيزوالكتريك هستند.

The effect of nanocaly on crystalline structure of poly(vinylidene fluoride), PVDF, and the morphology of the resulting nano-composite were investigated using different characterization techniques. The presence of 3wt% Cloisite 30B in PVDF matrix results in 11 fold increase in the percentage of beta crystalline content of the polymer. This was found to be attributed to the epitaxial effect of the clay surface. The beta crystalline content of the pure polymer (6%) was raised to 68% in the composite. Addition of 5wt% polyamide 6 (PA6) improved dispersion of nanoclay which led to augmentation of the viscosity and displacement of the crossover frequency of the compatibilized composite towards lower frequencies. However, due to stronger affinity of the PA6 towards organically modified clay the epitaxial effect of the clay on crystalline structure of PVDF was totally eliminated. The reduction of viscosity in incompatibilized nanocomposite was attributed to reduced number of PVDF chain entanglements in the presence of nanoclay. Meanwhile, increase in viscosity and displacement of crossover frequency towards lower frequencies were attributed to formation of clay-PA nanoparticles and PVDF-polyamide 6 interactions. It is expected that the presence of polyamide 6 promotes the formation of oriented-beta crystals in PVDF, which in turn improves the piezoelectric properties of the polymer.