مطالعه تجربی خواص مکانیکی و رفتار گرمایی نانوکامپوزیت‌های پلی‌اکسی‌متیلن - کلسیم کربنات

نانوکامپوزیت‌هایی بر پایه پلی‌اکسی متیلن (پلی‌استال) حاوی نانوذرات کلسیم کربنات (?/? تا ? درصد وزنی) با به‌کارگیری اکسترودر دوپیچی و قالب‌گیری تزریقی تولید شد. رفتار گرمایی، خواص مکانیکی و نیز شکل‌شناسی نمونه‌های مختلف بررسی شد. افزودن نانوذرات کلسیم کربنات به پلی‌استال به‌طور جزیی بر شاخص جریان مذاب اثر می‌گذارد. نتایج آزمون گرماسنجی پویشی اختلافی نشان داد، وجود نانوذرات کلسیم کربنات در ماتریس پلی‌استال اثر هسته‌زایی داشته و باعث افزایش دما و درجه بلورینگی می‌شود. نتایج آزمون‌های جمع‌شدگی نشان می‌دهد، اثر هسته‌زایی بلوری و اثر پرکنندگی نانوذرات کلسیم کربنات بر جمع‌شدگی، یکدیگر را خنثی می‌کنند. افزودن نانوذرات کلسیم کربنات به پلی‌استال، استحکام و مدول کشسانی و خمشی و نیز مقاومت ضربه‌ای را به‌طور هم‌زمان افزایش می‌دهد. بیشترین مقادیر استحکام کششی، مدول کشسانی، استحکام خمشی، مدول خمشی و استحکام ضربه‌ای به ترتیب با افزودن ?/?، ?، ?، ?، ? درصد وزنی نانوذرات کلسیم کربنات حاصل می‌شود که به ترتیب ??، ??، ??، ?? و ???بیشتر از پلی استال خالص است. بهبود قابل ملاحظه خواص کششی، خمشی و استحکام ضربه‌ای در اثر وجود ?? وزنی نانوذرات کربنات کلسیم در ماتریس پلی‌استال به افزایش سرعت هسته زایی، درجه بلورینگی و پراکنش تقریباً یکنواخت نانوذرات در زمینه پلیمری نسبت داده شد. نتایج شکل‌شناسی نشان‌دهنده اثر نانوذرات کربنات کلسیم بر تغییر سازوکار شکست از ترد به تغییر شکل پذیر-ترد است، یک مرز گذر از ناحیه تغییر شکل‌پذیر به ناحیه شکست ترد در نانوکامپوزیت‌ پلی‌استال-کربنات کلسیم مشاهده می‌شود.