اثر نانوذرات و سرعت برش بر تولید اکستروژنی اسفنج پلی‌استیرن در مجاورت گاز نیتروژن

این مطالعه تلاشی برای کنترل ساختار اسفنج پلیمری با استفاده از کنترل سرعت برش در حدیده مسطح مستطیلی و نانوسیلیکا در یک فرایند اکستروژنی است. در این پژوهش، از پلی‌استیرن با مصرف معمولی به عنوان زمینه پلیمری، نانوذرات سیلیکا به عنوان عامل هسته­‌زا، گاز نیتروژن به عنوان عامل دمش و تولوین نیز استفاده شده است. برای پراکنش بهتر نانوذرات در سطح زمینه ترکیبی از روش­‌های محلولی و مذاب و برای تولید اسفنج از اکسترودر دوپیچی همسانگرد استفاده شد. اثر سرعت برش در حدیده مسطح مستطیلی، اندازه نانوسیلیکا و درصد وزنی نانوسیلیکا بر چگالی اسفنج، چگالی سلول و متوسط اندازه سلول­ مطالعه شد. برای شناسایی پارامترهای اساسی اسفنج (چگالی سلول و اندازه سلول) میکروسکوپ الکترون پویشی استفاده شد. نتایج نشان داد، افزایش سرعت برش حدیده از min-1 8 به min-1 12 با شکستن سلول­‌های بزرگ به چند سلول کوچک‌تر، باعث افزایش %?? چگالی سلول و کاهش %?? درصد اندازه متوسط سلول­‌ها شده است. با کوچک‌ ترشدن اندازه نانوسیلیکا از nm40 بهnm 12، چگالی سلول ازcell/cm3 108×24/1 بهcell/cm3 108×73/1 افزایش و متوسط اندازه سلول از mm 5/11 به mm 9 کاهش یافته است. همچنین، در بین مقادیر مختلف نانوسیلکا (?/?، ? و %? وزنی) اسفنج حاوی %? وزنی از نانوسیلکا دارای بیشترین چگالی سلول شده است. دلیل این موضوع نیز وجود نانوذرات سیلیکا به عنوان مراکز هسته­ گذاری و تسهیل در ایجاد هسته بوده است. در کل نانوکامپوزیت حاصل از %? وزنی نانوسیلیکا ?? نانومتری در سرعت برش min-1 ?? بیشترین چگالی سلول و کوچک‌ترین اندازه سلول را نشان داده است.