بررسی نقش همزمان نانو ذرات خاک رس و نرخ کرنش بر رفتار کششی نانوکامپوزیت زمینه پلی‌اتیلن

مقدمه: به منظور بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی پلی اتیلن افزودن برخی تقویت کننده ها مانند خاک رس به آن بسیار رایج است. خاک رس به عنوان یکی از مهمترین تقویت کننده ها جهت افزودن به پلیمرهای مختلف می باشد که منجر به تولید دسته جدیدی از مواد به نام کامپوزیت های پلیمر- خاک رس شده است.روش : در تحقیق حاضر، رفتار کششی نانو کامپوزیت های زمینه پلی اتیلن تقویت شده با درصدهای مختلف نانو ذرات خاک رس از نوع مونت موریلونیت (0، 1، 3، 5 و 10)در دو نرخ کرنش (0.1 و0.5min^-1 ) و دو دمای متفاوت (25 و 50 درجه سانتی گراد) مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور نمونه های استاندارد با استفاده از روش قالب گیری تزریقی تهیه شدند. همچنین سطح شکست نمونه های تغییر شکل یافته به همراه سطح جانبی نمونه های کرنش یافته به ترتیب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت.یافته ها: نتایج به دست آمده از آزمایش کشش نشان داد که خواص کششی پلی اتیلن به مقدار نانو خاک رس و وابستگی دارد. ب طوریکه با افزایش نانوخاک رس تا 10 درصد وزنی استحکام تسلیم از 24 به 28 مگاپاسکال افزایش می یابد. بررسی مدل ایرینگ نشان می دهد که افزودن نانو ذرات خاک رس تا 10 درصد وزنی ، باعث افزایش میزان تغییرات آنتالپی از 64.97 به بالاتر از 100 kj/mol و حجم فعال سازی از 0.0049 به 0.01 می شود.نتیجه گیری: نتایج ارزیابی میکروسکوپی بیانگر نقش پررنگ نانوذرات خاک رس در فعال شدن باندهای برشی در حین تغییر شکل پلی اتیلن می باشد.

investigating the simultaneous role of clay nanoparticles and strain rate on the tensile behavior of polyethylene matrix nanocomposite

introduction: in this research, the tensile behavior of polyethylene matrix nanocomposites reinforced with different percentages of clay nanoparticles (0, 1, 3, 5 and 10) at two strain rates (0.1 and 0.5 min-1) and two different temperatures (25 and 50 degrees celsius) has been investigated. methods: for this purpose, standard samples were prepared using injection molding method. also, the fracture surface of the deformed samples along with the side surface of the stretched samples were examined using scanning electron microscope and light microscope, respectively. findings: the results obtained from the tensile test showed that the tensile properties of polyethylene strongly depend on the content of nano clay. examining the eyring model showed that the addition of clay nanoparticles up to 10 wt% causes to increase the amount of enthalpy changes from 64.97 to greater than 100 kj/mol and activation volume from 0.0049 to 0.01.