تاثیر نانوذرات sio2 عامل‌دارشده بر خواص فیزیکی و مکانیکی چندسازه‌های پلی‌اتیلن با دانسیتۀ کم/کاه گندم

هدف پژوهش حاضر، بررسی تاثیر کاربرد نانوذرات sio2 عامل‌دارشده بر خواص فیزیکی و مکانیکی چندسازه‌های پلی‌اتیلن سبک تقویت‌شده با کاه گندم بوده است. آب‌دوستی زیاد نانوذرات sio2 سبب می‌شود که ذرات به‌آسانی کلوخه‌ای شده و در ماتریس پلیمری به‌سختی پراکنده شوند؛ بنابراین اصلاح سطح نانوذرات sio2 موثرترین روش برای رفع این مشکلات است. ابتدا نانوذرات sio2 با 3آمینوپروپیلتری‌متوکسی سیلان (aptms) اصلاح شدند و سپس چندسازه‌های پلی‌اتیلن سبک/کاه گندم با درصدهای مختلف نانوذرات sio2 عامل‌دارشده (0، 1، 2، 3 و 5 درصد)، با روش اختلاط مذاب آماده شدند. تغییر در ساختار شیمیایی نانوذرات sio2تیمارشده با استفاده از طیف‌سنجی تبدیل فوریۀ مادون قرمز (ftir) ارزیابی شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (fesem) برای بررسی توزیع نانوذرات sio2 عامل‌دارشده در چندسازه‌ها استفاده شد. در پایان خواص فیزیکی و مکانیکی (مقاومت کششی، مدول کششی، مقاومت خمشی و مدول خمشی) نانوکامپوزیت‌ها بررسی شد. ظاهر شدن پیوند nh در عدد موجی cm1 695 و گروه‌های ch آلیفاتیک در cm1 2841 و cm1 2947، پیوند موفقیت‌آمیز aptms را بر سطح نانوذرات sio2 نشان داد. براساس نتایج، استفاده از نانوذرات sio2 عامل‌دارشده به‌عنوان عامل تقویت‌کننده در چندسازه‌ها، موجب افزایش خواص مکانیکی و کاهش جذب آب چندسازه‌ها می‌شود.

Effect of surface functionalized SiO2 nanoparticles on the physical and mechanical properties of wheat straw/LDPE composites

The scope of the present article is to study the effect of surfacefunctionalized SiO2 nanoparticles on the physical and mechanical properties of wheat straw flour reinforced by lowdensity polyethylene composites. The high hydrophilicity of nanoSiO2 originates from their amorphous structure and can induce the particles to be easily agglomerated and hardly dispersible in polymer matrix. Consequently, surface modification of SiO2 nanoparticles is the most effective way to vanquish these problems. Firstly, the SiO2 nanoparticles were modified by 3aminopropyltrimethoxysilane (APTMS), and then the wheat straw flour / lowdensity polyethylene composites containing different percentages of functionalized nanoSiO2 (0, 1, 2, 3 and 5%) were prepared via a melt compounding. Changes in the chemical structure of treated SiO2 were tracked by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. Field emission scanning electron microscopy (FESEM) was also investigated to study the distribution of SiO2 nanoparticles in the composites. Finally, the physical and mechanical properties (tensile strength, tensile modulus, bending strength, and bending modulus) of the nanocomposites were evaluated. The appearance of N–H bond at 695 cm−1 and aliphatic C–H bonds at 2841 cm−1 and 2947 cm−1 were indications of successful grafting of APTMS on the functionalized SiO2 nanoparticles. According to the results, using functionalized SiO2 nanoparticles as a reinforcing agent in wood plastic composites resulted in an increase in the tensile and bending strengths and a decrease in the water absorption of the composites.