بررسی تجربی تاثیر نانو لوله های کربنی چند جداره بر خواص مکانیکی و گرمایی نانو کامپوزیت pc/abs/mwcnt

پلی کربنات از جمله پلاستیک های مهندسی با رفتاری از نوع داکتیل با چقرمگی بسیار بالا می باشد. با این حال، حساسیت نسبتا بالای این پلیمر نسبت به حضور شکاف های ریز استفاده از این پلیمر را در بسیاری از کاربردها محدود می نماید و همچنین جریان پذیری پایین پلی کربنات (pc)، امکان قالب گیری محصولات نازک را نیز سلب می کند. در این پژوهش برای افزایش استحکام ضربه ای  و فرایند پذیری، پلیمر آکریلونیتریل بوتادین استایرن (abs) به پلی کربنات افزوده شد. افزون براین، از نانو لوله های کربنی(cnt) برای بهبود استحکام مکانیکی و گرمایی استفاده شد. آمیخته های pc/abs در دو درصد وزنی مختلف (50/50 و70/30 ) و نانو کامپوزیت های بر پایه آمیخته  (70/30)pc/abs  حاوی 0/2 و 0/3 درصد وزنی نانو لوله های کربنی با استفاده از دستگاه مخلوط کن  و دستگاه پرس گرم تهیه گردید. نتایج آزمایشهای مربوط به تصاویر sem از سطح شکست نمونه های آزمون ضربه شکاف دار نشان دهنده توزیع مناسب فاز abs در زمینه pc در آمیخته (70/30)pc/abs  و همچنین توزیع یکنواخت نانو لوله های کربنی در نانو کامپوزیت (70/30،0/3) pc/abs/mwcnt می باشد، و همچنین نتایج آزمایشهای مربوط به خواص مکانیکی نشان داد که افزودن 30 درصد از abs در زمینه pc، باعث افزایش استحکام خمشی، استحکام ضربه ای، مدول کششی و مدول خمشی به ترتیب به میزان 1/1، 30/2، 15/2 و 1/15 درصد شد، ولی استحکام به کشش به میزان 3/3 درصد کاهش یافت و همچنین بکارگیری نانو لوله های کربنی با درصد وزنی 0/3 درصد در زمینه آمیخته pc/abs باعث افزایش مدول کششی، مدول خمشی و استحکام به ضربه به ترتیب به میزان 13/4، 20/8 و 107/1 درصد و کاهش استحکام کششی و نیروی خمشی به ترتیب به میزان 16/6 و 16/5 درصد نسبت به آمیخته (70/30)pc/abs   شده است. طبق آزمون گرمایی dsc، با افزودن 0/2درصد از نانو لوله های کربنی به زمینه آمیخته pc/abs دمای اکسید شدن فاز پلی بوتادین abs به میزان 10 درجه سلسیوس افزایش یافته است و با افزودن 0/3 درصد از نانو لوله های کربنی به زمینه آمیخته pc/abs دمای انتقال شیشه ای pc به میزان 25 درجه سلسیوس افزایش یافته است.

experimental investigation of the effect of multi-walled carbon nanotubes on mechanical and thermal properties of pc/abs/mwcnt nanocomposite

polycarbonate is one of the engineering plastics with ductile behavior and very high toughness. however, the relatively highsensitivity of this polymer to the presence of fine cracks limits the use of this polymer in many applications, and the downflowability of polycarbonate (pc) also deprivation the possibility of molding thin products. in this research, acrylonitrile butadienestyrene (abs) polymer was added to polycarbonate to increase impact strength and processability. in addition, carbon nanotubes(cnt) were used to improve mechanical and thermal strength. pc/abs blends in two different weight percentages (50/50 and70/30) and nanocomposites based on pc/abs blend (70/30) containing 0.2 and 0.3 weight percent of carbon nanotubes using a mixer and a hot press were prepared. the results of the tests related to the sem images of the fracture surface of the slotted impact test samples indicating the appropriate distribution of the abs phase in the pc context in the pc/abs blend (70/30) and also uniform distribution of carbon nanotubes in the pc/abs/mwcnt(70/30/0.3) nanocomposite. also, the results of the tests related to mechanical properties showed the addition of 30% of abs in the base of pc increased the bending strength, impact strength, tensile modulus, and bending modulus by 1.1%, 30.2%, 15.2% and 1.15% respectively. but the tensile strength decreased by 3.3% ,also, the use of carbon nanotubes with a weight percentage of 0.3% in the base of pc/abs mixture increases the tensile modulus, bending modulus and impact strength by 13.4%, 20.8% and 107.1%, respectively, and reducing the strength tensile and bending strength by 16.6% and 16.5%, respectively, compared to the pc/abs (70/30) mixture. according to the dsc thermal test, by adding 0.2% of carbon nanotubes to the pc/abs mixed base, the oxidation temperature of abs polybutadiene phase has increased by 10 degrees celsius, and by adding 0.3% of carbon nanotubes to the pc/abs mixed base increased the glass transition temperature of pc by 25°c.