مطالعه تجربي جذب آب و خواص سايشي نانو كامپوزيت‌هاي PA6/CaCO3

Experimental Study on the Water Absorption and Tribological Properties of PA6/CaCO3 Nanocomposites

در اين مقاله، تاثير نانو ذرات كربنات كلسيم بر جذب آب و خواص سايشي پلي آميد مورد مطالعه قرار ميگيرد. بدين منظور ابتدا نانو كامپوزيتهايي بر پايهي پلي آميد 6، حاوي نانو ذرات كربنات كلسيم (1 تا 5 قسمت وزني) و PA-g-MAH بعنوان سازگاركننده (1 قسمت وزني) به روش اكسترودر دو پيچه و قالبگيري تزريقي توليد ميشوند. آزمون سايش براي هر يك از نمونهها تحت شرايط يكسان انجام ميگيرد. سپس شكلشناسي نمونهها با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي بررسي ميشود. حضور نانو ذرات كربنات كلسيم، همراه با سازگاركننده، منجر به افزايش مقاومت سايش نمونهها و كاهش جذب آب آنها ميگردد. نتايج آزمايشها نشان ميدهد كه كمترين مقدار سايش در نمونهي كامپوزيت حاوي 1 قسمت وزني نانو ذرات كربنات كلسيم همراه با سازگاركننده رخ ميدهد، و مقدار سايش اين نمونه حدود 4 برابر كمتر از نمونهي پلي آميدي خالص ميباشد. علاوه بر اين حضور نانو ذرات كربنات كلسيم همراه با سازگاركننده، منجر به كاهش حدود 32 درصدي ميزان جذب آب در نانو كامپوزيت نسبت به پلي آميد خالص ميگردد. همچنين تاثير سازگاركننده در پخش يكنواخت نانو ذرات در زمينهي پليمري و نتيجهي آن بر روي خواص سايشي حايز اهميت ميباشد.

In this paper, the effect of nano-CaCO3 on water absorption and tribological properties of polyamide-6 is investigated. To this end, nanocomposites based on polyamide-6 blend, containing 1 to 5 phr of nano-CaCO3, and 1 phr of maleated polyamide (PA-g-MAH) as compatibilizer are prepared via melt compounding followed by injection molding. The wear testing of each of the prototypes is carried out under identical conditions. Then, the morphology is studied using scanning electron microscopy. The addition of nano-CaCO3 particles with compatibilizer increases the wear resistance and reduces the water absorption. The results of experiments indicate that minimum wear rate is achieved by adding 1 phr of nano-CaCO3 with compatibilizer which is nearly 4 times less than pure PA6. Furthermore, the presence of nano-CaCO3 together with PA-g-MAH lowers the amount of water absorption to 32% wt in comparison to pure PA6. In addition, it also emerged that effect of compatibilizer is prominent on uniform distribution of the nano-CaCO3 particles among polyamide matrix, which leads to the tribological properties of the nanocomposite prototypes in the wear test being improved.