مطالعه خواص مکانیکی پلی اتیلن پر شده با دوده و گرافن در برابر نور UV در زمان های اختلاط متفاوت

در این پژوهش خواص مکانیکی پلی اتیلن پر شده با دوده به عنوان پر کننده و گرافن به عنوان سازگار کننده در زمان های اختلاط متفاوت بررسی شده است. استفاده از گرافن به عنوان تقویت کننده در مقادیر بسیار کم، سبب تقویت قابل ملاحظه خواص نانوکامپوزیت های پلیمری می شود. تست کشش اساسی ترین نوع تست مکانیکی است که می توان روی مواد انجام داد. آزمون کشش روشی برای تعیین رفتار مواد به هنگام اعمال نیرو تحت کشش محوری می باشد. نتایج حاصل از آزمون برای تعیین محدوده ی الاستیک و پلاستیک، ازدیاد طول، مدول یانگ، استحکام کششی، نقطه تسلیم و استحکام در نقطه تسلیم و دیگر ویژگی های کششی استفاده می شود. یکی از ویژگی های مواد که در هنگام آزمون کشش اندازه گیری می شود استحکام کشش نهایی است. استحکام کششی نهایی می تواند معادل استحکام در نقطه شکست باشد یا نباشد، به این بستگی دارد که نمونه تحت آزمون چه رفتاری از خود نشان می دهد به این معنی که رفتار ترد یا منعطف دارد. برای این تحقیق ترکیبات شامل مقایر ثابت 97.5 درصد پلی اتیلن و 2.25 درصد دوده و 0.25 درصد گرافن است که روند آماده سازی نمونه ها برای اختلاط به این صورت است که 20cc از مستربچ 0.1 درصد پلی اتیلن در حلال زایلن تهیه شده را در سه ظرف شیشه ایی در دار ریخته و مقدار گرافن مشخص را به آن اضافه کردیم سپس به مدت یک ساعت در دستگاه التراسونیک قرار داده، خشک کرده و با دوده مابقی پلی اتیلن مخلوط کرده، در انتها این مواد به مخلوط کننده ی داخلی با ظرفیت 50cc انتقال داده شد و فرآیند اختلاط انجام شد. پارامترهای مهم در حین این اختلاط دمای اختلاط 200 درجه سانتی گراد، سرعت چرخش 60rpm و زمان اختلاط 15، 12، 9 دقیقه در نظر گرفته شد. همچنین یک نمونه به صورت پلی اتیلن خالص (100 درصد پلی اتیلن) در مدت زمان 12 دقیقه توسط یک مخلوط کن داخلی تهیه شده است. از ترکیب درصدهای ساخته شده با استفاده از روش قالب گیری فشاری فیلم با ضخامت μm±200 تهیه شد. از پلی اتیلن خالص به صورت مجزا دو فیلم تهیه کردیم که تنها یک فیلم را همراه با ترکیب درصدهای دیگر در معرض اشعه ی ماورای بنفش با طول موج 313 نانومتر و شدت تشعشع 250w/m 2 به مدت 400 ساعت قرار دادیم و یک فیلم دیگر از هر ترکیب درصد را دور از نور و حرارت نگه داری کردیم. نمونه های آزمون با توجه به استاندارد 638 ASTM D به صورت دمبل با طول 12 سانتیمتر از صفحه اصلی خارج شدند. در نهایت پس از بررسی نتایج دریافتیم که حضور دوده به عنوان پر کننده و گرافن به عنوان سازگار کننده توانسته اند خواص پلی اتیلن را بهبود بخشند به گونه ای که از تخریب پلی اتیلن در برابر نور فرابنفش جلوگیری کردند. همچنین در آزمون کشش، در تمامی نمونه ها خواص نمونه های بعد از تشعشع نسبت به نمونه های اولیه افت کرده است اما این کاهش نسبت به PE خالص که کاملا ترد و شکننده شده است محسوس نیست و افت خواص نمونه های بعد از تشعشع نسبت به نمونه های اولیه در نمونه ی با زمان 12 دقیقه کم ترین است.

کلیدواژه ها:

آزمون کشش ، پلی اتیلن ، گرافن ، مخلوط کن داخلی ، فرابنفش