تاثير نانوذرات كربنات‌كلسيم روكش شده با اسيد استياريك و PP-g-MA بر خواص مكانيكي نانوكامپوزيت‌هاي PP/CaCO3/PP-g-MA

The effect of stearic acid surface-modified calcium carbonate nanoparticles and PP-g-MA on the mechanical properties of PP/CaCO3/PP-g-MA nanocomposites

در اين پژوهش تاثير حضور همزمان نانوذرات كربنات ‌كلسيم و پلي‌پروپيلن پيوند داده شده به انيدريد مالييك (PP-g-MA) بر روي استحكام ضربه و مدول يانگ پلي‌پروپيلن (PP) به صورت تجربي بررسي مي‌شود. از دو نوع نانوذرات كربنات‌كلسيم (روكش شده با تك لايه اسيد استياريك و روكش نشده) به منظور بررسي تاثير اصلاح سطح نانوذرات بر روي خواص مكانيكي تركيب‌ها استفاده مي‌شود. تمامي نمونه‌ها در يك اكسترودر دوپيچه همسوگرد مخلوط شده و سپس به وسيله قالب‌ريزي تزريقي به شكل نمونه‌هاي استاندارد كشش و ضربه درمي‌آيند. تاثير اصلاح سطح نانوذرات و همچنين حضور PP-g-MA در چگونگي پراكندگي نانوذرات كربنات‌كلسيم درماتريس PP، با استفاده از ميكروسكوپ FESEM بررسي مي‌شود. نتايج اندازه‌گيري نشان مي‌دهد كه انطباق خوبي بين مقادير اندازه‌گيري شده روكش نانوذرات كربنات كلسيم توسط آناليز TGA و روابط تيوري وجود دارد. نتايج پژوهش نيز نشان مي‌دهد كه اصلاح سطحي نانوذرات كربنات‌كلسيم و حضور PP-g-MAتاثير زيادي در بهبود توزيع و پراكندگي نانوذرات در ماتريس پلي‌پروپيلن دارد. افزودن نانوذرات كربنات‌كلسيم بهبود استحكام ضربه و مدول يانگ پلي‌پروپيلن را به همراه داشته، حال آنكه افزودن PP-g-MA به ماتريس پلي‌پروپيلن باعث افزايش استحكام ضربه و كاهش مدول يانگ مي‌شود.

In this research the effect of both calcium carbonate nanoparticles and PP-g-MA ones on impact strength and Young’s modulus of Polypropylene (PP) are investigated experimentally. Two kinds of CaCO3 nanoparticles (monolayer-coated and uncoated) are used to investigate the effect of surface treatment of nanoparticles on the mechanical properties of these composites. All samples are mixed in a co-rotating twin screw extruder and are formed into standard tensile and impact bars using the injection molding method. The effect of surface modification of nanoparticles and presence of PP-g-MA on the dispersion of calcium carbonate nanoparticles in polypropylene matrix are studied by field emission scanning electron microscopy (FESEM). The results show a good agreement between the TGA analysis and the related theory. The results also show that surface modification of calcium carbonate nanoparticles and also the PP-g-MA are affective in improving the distribution and dispersion of nanoparticles in the PP matrix. Increasing of the calcium carbonate nanoparticles improves both the impact strength and the Youngʹs modulus of polypropylene. The more the PP-g-MA is added to PP matrix the more the impact strength of the samples increases and the less their Youngʹs modulus decreases.