تاثير نانوذرات كربنات كلسيم بر خواص ديناميكي مكانيكي پلي پروپيلن

Effect of nano-CaCO3 on dynamic mechanical properties of Polypropylene

موادي كه تركيبي از ميرايي و سفتي بالا دارند در بسياري از كاربردهاي صنعتي مورد توجه هستند. در تحقيق حاضر خواص ميرايي و سفتي نانوكامپوزيت هاي پلي پروپيلن/كربنات كلسيم مورد بررسي قرار گرفته است. به منظور پراكندگي بهتر نانوذرات كربنات‌كلسيم در ماتريس پلي‌پروپيلن، نانوذرات اوليه با يك تك‌لايه از اسيد استايريك روكش شدند. تمامي تركيب‌ها شامل 5، 10، 20 و 30 درصد وزني از نانوذرات در يك اكسترودر دوپيچه همسوگرد مخلوط شدند و به كمك دستگاه پرس داغ به شكل صفحه، و سپس توسط پانچ پنوماتيك به صورت نمونه‌هاي كشش استاندارد درآمدند. خواص كششي نمونه ها به صورت تجربي بررسي شد. براي بررسي خواص ديناميكي مكانيكي نمونه ها از آزمون DMTA استفاده شد و ساختار شناسي تركيب‌ها نيز به كمك SEM انجام شد. تصاوير SEM پراكندگي مناسب نانوذرات كربنات‌كلسيم روكش شده با تك‌لايه از اسيد استايريك را تاييد كرد. نتايج آزمون كشش نشان داد كه با افزايش درصد وزني نانوذرات، استحكام كششي كاهش، و مدول افزايش مي يابد. با توجه به نتايج آزمون DMTA، با افزايش نانوذرات كربناتكلسيم خواص ميرايي نمونه ها بهبود مي يابد.

Materials which offer the combination of high damping and stiffness are attractive for many industrial applications. In this work the stiffness and damping properties of Polypropylene/Calcium-Carbonate (PP/CaCO3) nanocomposites have been studied. In order to improve the dispersion of CaCO3 nanoparticles in polypropylene matrix, nanoparticles were coated by monolayer of stearic acid. All samples containing 5, 10, 20 and 30 wt% nanoparticles were mixed in co-rotating twin screw extruder and were formed into sheet by hot press, then standard tensile specimens were provided by pneumatic punch. Tensile properties of samples were experimentally investigated. To examine dynamic mechanical properties we use DMTA and Morphology of samples was performed bySEM.SEM images showed a suitable dispersion of coated CaCO3 nanoparticles by monolayer of stearic acid. The results of tensile test showed that with growth of nanoparticles weight percent, tensile strength decreases and young’s modulus increases. According to the results of DMTA, damping properties of samples improve with the growth of CaCO3 nanoparticles.