اثر نانوصفحه ‌های گرافن اکسید بر خواص سدی پلی‌اتیلن پرچگالی پوشش‌یافته با روش هم‌گذاری لایه ‌به‌ لایه

فرضیه: برای افزایش خواص سدی پلی‌اتیلن پرچگالی می‌توان از لایه نانوکامپوزیتی شامل نانوذرات صفحه‌ای گرافن و روش هم‌گذاری لایه‌به‌‌لایه استفاده کرد. نانوذرات صفحه‌ای به‌دلیل ایجاد مسیر پیچ در پیچ موجب کاهش نفوذ گازها از زیرآیند پلی‌اتیلن می‌شوند. روش‌ها: در این پژوهش از دو روش برای افزایش خواص سدی استفاده شده و نتایج با یکدیگر مقایسه شدند. در روش اول، لایه‌ نازک نانوکامپوزیتی متشکل از نانوذرات گرافن اکسید و پلی(وینیل الکل) روی سطح فیلم پلی‌اتیلنی به‌وسیله فیلم‌کش پوشش داده شد. متغیرهای موثر در این روش درصد جرمی ذرات گرافن اکسید در پلی(وینیل الکل) و نیز ضخامت لایه‌ نانوکامپوزیتی بود. در روش دوم، هم‌گذاری لایه‌به‌لایه به‌کار گرفته شد. از محلول کیتوسان به‌دلیل بار مثبت و سامانه تعلیقی گرافن اکسید داخل آب به‌عنوان بار منفی استفاده شد.یافته‌ها: در نمونه‌های با پوشش نانوکامپوزیت از پلی(وینیل الکل) ( 10µm) مقدار عبور اکسیژن به‌شدت کاهش یافت و به 3cm^3m^2bar رسید. این کاهش با توجه به ساختار پلی(وینیل الکل) و سدگری ذاتی آن مورد انتظار بود. با اضافه‌کردن گرافن اکسید به پلی(وینیل الکل)، مقادیر تراوایی کمی کاهش را نشان داده و به حدود 0.8cm^3m^2bar رسید. تحلیل‌های آماری بر اساس پاسخ سطح برای روش لایه‌گذاری نشان داد که تراوایی تابع ph، تعداد دولایه‌ها و غلظت گرافن است. در phهای زیاد صفحه‌های گرافن اکسید شکل صاف و کشیده‌تری به خود گرفته و احتمال کلوخگی بیشتر است که این موضوع موجب افزایش تراوایی می‌شود.

effect of graphene oxide nanosheets on the barrierproperties of high density polyethylene coated withlayer-by-layer assembly method

hypothesis: a nanocomposite layer including graphene nanosheets could be used to enhance the barrier properties of high density polyethylene through a layer-by-layer assembly method. planar graphene nanoparticles help to decrease the gas permeability of polyethylene substrates by making a tortuous pathway for gas molecules transmittance.methods: two different methods were used to increase the barrier properties of high density polyethylene and the results were compared with each other. in the first method, a thin film of polymer nanocomposite including graphene oxide nanoparticles and polyvinyl alcohol was coated on the surface of high density polyethylene film using a film applicator. the effective variables in this method were the weight fraction of graphene oxide particles in polyvinyl alcohol and thickness of the nanocomposite layer. in the second method, a layer-by-layer assembly was used. chitosan solution acted as a positive charge and graphene oxide suspension in water was utilized as a negative charge.findings: in high density polyethylene samples coated by polyvinyl alcohol nanocomposite (10 micrometers), the oxygen transmittance rate decreased drastically to 3 cm3m2 bar. this decrease was expected due to the structure of polyvinyl alcohol and its inherent barrier properties. by adding graphene oxide into polyvinyl alcohol, the permeability values showed a slight decrease and reached 0.8 cm3 m2 bar.statistical analysis based on the surface response method for the layer-by-layer method showed that permeability depends on ph, number of bilayers and graphene concentration. at high ph, the graphene oxide sheets take on a smoother and more stretched shape and are more likely to aggregate, which increases permeability.