نانوکامپوزیت پلی‌پروپیلن EPDM//نانو رُس: مروری بر میکروساختار و ویژگی‌های مکانیکی، نفوذپذیری و الکتریکی

چکیده مقاله

بهره‌گیری از نانو مواد مانند نانو رُس، یکی از کارآمدترین روش‌ها برای بهبود ویژگی‌های کامپوزیت پلی‌پروپیلن (PP)-ترپلیمر اتیلن پروپیلن دی‌ان مونومر (EPDM)، است. در این مطالعه، پس از معرفی PP، EPDM، آلیاژ PP/EPDM و نانوکامپوزیت /PP/EPDM نانو رُس (PEN)، به بررسی نتیجه‌های به‌دست آمده از مطالعه‌های صورت‌گرفته بر روی نانوکامپوزیت‌های PEN،‌ شامل بررسی روش‌های تهیه، تأثیر اصلاح و اِعمال درصدهای مختلف نانو رُس بر ویژگی‌های مکانیکی، الکتریکی، نفوذپذیری و ریزساختار نانوکامپوزیت PEN تهیه‌شده به‌وسیله‌ی اکسترودر دوپیچه، تکامل میکروساختار نانوکامپوزیت PEN در طول مسیر اکسترودشدن در اکسترودر دوپیچه و درنهایت تغییر شکل نانوکامپوزیت PEN در اثر اِعمال نیروی فشاری و برشی پرداخته می‌شود.
بر اساس نتیجه‌های یادشده، ویژگی‌های کششی نانوکامپوزیت‌های PEN دارای حداکثر 5 درصد وزنی نانو رُس در مقایسه با آمیزه‌ی خالص، به‌دلیل تغییر در ویژگی‌های فصل مشترک و ایجاد محدودیت در حرکت و جابه‌جایی زنجیرهای پلیمری، به‌واسطه‌ی وجود ذره‌های خارجی، بهبود پیدا می‌کند. استفاده از 5 درصد نانوذره‌ی رُس، نفوذپذیری نانوکامپوزیت نهایی را به میزان 6 درصد، نسبت به اکسیژن، مقاومت الکتریکی حجمی را تا 70 درصد و ثابت دی‌الکتریک را به میزان 6 درصد کاهش می‌دهد. هم‌چنین دمای انتقال شیشه‌ای و مقاومت به شعله را به میزان 100 درجه‌ی سانتی‌گراد افزایش می‌دهد. روشن است که افزایش و استحکام و مدول کششی، به درجه‌ی پراکندگی لایه‌های نانو رُس در محمل پلیمری وابسته است و هرچه درجه‌ی پراکنش ساختار بیشتر باشد، احتمال رسیدن به ساختار پراکنشی بیشتر می‌شود و در نتیجه به بالاترین کیفیت مطلوب نانوکامپوزیت خواهیم رسید. هم‌چنین بهترین روش تهیه‌ی نانوکامپوزیت، استفاده از اکسترودر دوپیچه است، به‌طوری‌که تمامی اجزا به‌طور هم‌زمان وارد اکسترودر شوند.