تاثير ذرات نانورس بر خصوصيات فيزيكي و مكانيكي چندسازه ساخته شده از پودر پوست بادام/پلي‌پروپيلن

Effect of nanoclay-particles on physical and mechanical properties of composites made of almond shell powder-polypropylene

در اين تحقيق تاثير ذرات نانورس بر خصوصيات فيزيكي و مكانيكي چندسازه ساخته شده از پودر پوست بادام-پلي‌پروپيلن مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور از پودر پوست بادام در سه سطح 30، 35 و 40 درصد و نانورس در سطوح 0، 5/2 و 5 درصد استفاده گرديد، همچنين مالييك انيدريد پلي‌پروپيلن به ميزان 2 درصد در تمام تركيب‌ها بكار برده شد؛ سپس نانوكامپوزيت چوب پلاستيك با استفاده از مخلوط‌كن دوماردونه ناهمسوگرد و دستگاه قالب‌گيري تزريقي ساخته شد. آزمون‌هاي مكانيكي شامل كشش، خمش، ضربه و سختي و آزمون‌هاي فيزيكي شامل جذب آب و واكشيدگي ضخامت 2 و 24 ساعت اندازه‌گيري شد. همچنين آزمايش XRD به‌منظور تعيين نحوه پراكنش نانورس در چندسازه‌هاي ساخته شده و تهيه عكس‌هاي ميكروسكوپ الكتروني SEM به‌منظور بررسي سطوح شكست نيز انجام گرديد. نتايج نشان دادند كه حضور نانورس اثر معني‌داري بر روي مدول‌هاي الاستيسيته خمشي و كششي ندارد و از طرفي حضور نانورس باعث كاهش مقاومت‌هاي خمشي و كششي شد. سختي و دانسيته كامپوزيت‌ها از پلاستيك خالص بالاتر بود و مقاومت به‌ضربه تمامي كامپوزيت‌ها از پلاستيك خالص پايين‌تر بود. با توجه به نتايج آزمون‌هاي فيزيكي مي‌توان نتيجه گرفت كه حضور نانورس اثر معني‌داري بر روي كامپوزيت‌ها نداشته است P < ./.5)). البته الگوي پراش اشعه ايكس نشان داد كه فرم نانو كامپوزيت از نوع ساختار بين لايه‌ايست، همچنين نتايج مورفولوژي نشان مي‌دهد كه نمونه‌هاي حاوي 5/2 درصد نانورس و 35 درصد پوست بادام داراي بالاترين آرايشIntercalation و بهترين پراكنش هستند. واژه‌هاي كليدي: چندسازه، نانورس، پوست بادام، پلي‌پروپيلن، پراش اشعه‌ايكس، ميكروسكوپ الكتروني.

In this research, the effect of nanoclay-particles on physical and mechanical properties of composites made using almond shell powder-polypropylene was studied. For this purpose, almond shell powder and nanoclay were used in three levels of 30%, 35% and 40% for almond and 0%, 2.5% and 5% for nanoclay. In addition, 2% of Maleic Anhydride Polypropylene was added to all compositions. Then, wood-plastic nano-composite was formed using counter-rotating twin screw extruder and injection molding machine. Mechanical test including tensile, flexural, impact resistance, hardness and physical properties including water Absorption and Thickness Swelling after 2h and 24h immersion in water were measured. In addition X-Ray Diffraction (XRD) experiment was carried out to reveal how clay nano-particles are distributed across the manufactured composites and Scanning Electron Microscope (SEM) was also performed to investigate fracture surfaces. The results indicated that the presence of nano-clay did not influence the flexural and tensile elasticity modulus, and the presence of nano-clay reduced tensile and flexural resistance. The hardness and density of composites were higher than pure plastic and the impact resistance of all composites was lower than pure plastic. The presence of nano-clay did not significantly effect the physical properties of the composites (p < 0.05).The diffraction model of X-ray showed that nano-composite forms intercalation interlayer structure and the results of morphological investigation revealed that the samples containing 2.5 percent nano-clay and 35 percent of almond shell have the highest array of intercalation and the best transmittance. Key words: Composite, nano-clay, almond shell, polypropylene, X-ray diffraction, electron microscope.