تحليل تجربي خواص مكانيكي پلي‌پروپيلن در حضور نانو صفحات گرافن و پلي‌اولفين الاستومر در زمان هاي ساخت متفاوت

Experimental analysis of mechanical properties of polypropylene in presence of graphene nano plates and polyolfine elastomer in different manufacturing times

در اين تحقيق اثر نانو صفحات گرافن و پلي‌اولفين الاستومر در زمينه ي پلي پروپيلن بر خواص مكانيكي در زمان هاي اختلاط متفاوت مورد بررسي قرار گرفته است. روش ساخت نمونه ها اختلاط مذاب بود و نمونه هايي با 0، 2 و 4 درصد وزني گرافن، 0، 15 و 30 درصد وزني الاستومر و زمان اختلاط 8، 12 و 16 دقيقه مورد استفاده قرار گرفت. براي بررسي بهتر خواص مكانيكي آزمايش كشش و ضربه و آناليز حرارتي DSC و ريزنگار SEM بكار گرفته شد. نتايج حاصل از آزمايش كشش نشان داد كه الاستومر موجب كاهش مدول يانگ و استحكام نهايي و افزايش كرنش شكست مي شود. در حالي‌كه افزايش درصد گرافن باعث افزايش مدول و كاهش كرنش شكست شد و اثر قابل توجهي بر استحكام نهايي نداشت. آزمايش ضربه نشان داد كه حضور گرافن اثر اندكي بر استحكام ضربه دارد اما الاستومر باعث بهبود چشمگير استحكام ضربه مي شود. آناليز حرارتي نمونه ها نشان داد كه افزودن گرافن و پلي‌اولفين الاستومر اثر قابل توجهي بر درجه بلورينگي پلي پروپيلن ندارند اما گرافن باعث بالا رفتن دماي بلورينگي مي شود. تصاوير ريزنگار ميكروسكوپ الكتروني نشان داد كه افزايش زمان اختلاط سبب بهبود پراكندگي گرافن و كاهش اندازه ي ذرات الاستومر مي شود. البته پديده كلوخه شدن گرافن در نمونه هاي شامل گرافن مشاهده شد كه با توجه به سطح بسيار بالاي گرافن ، روش ساختن نمونه ها و درصدهاي گرافن در نمونه ها دور از انتظار نبود.

In this study, effect of adding graphene and poly olefin elastomer (POE) in polypropylene matrix, in various mix times were studied. Method of fabricating samples was melt-blending samples with 0, 2, and 4 %wt of graphene, 0, 15, and 30 %wt of POE, and 8,12, and 16 minute mixing times were used. For better analysis of mechanical properties, tensile and impact tests and DSC, SEM analyses were employed. Results of tensile tests indicated that addition of POE caused reduction of elastic modulus, reduction of tensile strength, good improvement of impact strength and poor improvement of elongation. While presence of graphene caused a good improvement of modulus with no meaningful effect on tensile strength, reduction of elongation and poor improvement of impact strength. DSC analysis of samples showed that graphene and POE has no visible effect on degree of crystallinity but graphen cause temperature of crystallinity increased. SEM observations showed that by increasing mixing time dispersion of grapheme improved. A reduction in the size of POE particles in blending of course agglomerations of grapheme in all samples showed that for the method of fabrication, surface area of graphene and percentage of graphene in samples was not unexpected.