بهبود خواص مکانیکی و حرارتی نانوکامپوزیت اکسید گرافن اصلاح شده شیمیایی/پلی پروپیلن

در این مطالعه به بررسی جامع نانوکامپوزیت پلی پروپیلن/اکسید گرافن پرداخته شده و اثرات تقویتی ذرات اکسید گرافن بر روی خواص مکانیکی و حرارتی پلیمر غیر قطبی پلی پروپیلن بررسی شده است. برای بهبود خواص پلی پروپیلن با استفاده از نانوذرات اکسید گرافن با دو چالش اساسی مواجه هستیم. اول، عدم توزیع مناسب نانوذره درون شبکه پلی پروپیلن. دوم، عدم چسبندگی مناسب بین نانوذره و زنجیره های پلیمری. در این کار ابتدا اکسید گرافن با استفاده از روش اصلاح شده هامر از گرافیت خام سنتز و سپس به منظور توزیع بهتر و همچنین افزایش چسبندگی بین اکسید گرافن و پلی پروپیلن گروه های 12 کربنی آلکیل طی یک واکنش ساده جانشینی هسته دوستی دومولکولی بر روی سطح اکسید گرافن نشانده می شود. اثبات وجود گروه های آلکیلی بر روی سطح اکسید گرافن با استفاده از نتایج طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FT-IR) بررسی شد. جهت جلوگیری از کلوخه شدن اکسید گرافن آلکیل دارشده (AGO) در شبکه پلی پروپیلن، از روش اختلاط محلولی برای تهیه نانو کامپوزیت های PP/AGOبا درصد جرمی 0.1، 0.3 و 0.5% AGO استفاده شده است. عدم کلوخگی ذرات با استفاده از عکس برداری SEM به تایید رسیده است. استحکام مکانیکی نانو کامپوزیت های تهیه شده با بررسی رفتار تنش-کرنش آن ها موردبررسی قرار گرفت و مشخص شد با افزودن 0.1، 0.3 و 0.5% از AGO به شبکه پلی پروپیلن مدول یانگ پلیمر به ترتیب 20، 30 و 34% افزایش پیدا می کند. پایداری حرارتی نیز با استفاده از آنالیز وزن سنجی حرارتی (TGA) مورد بررسی قرار گرفت و دمای افت جرم 10% برای نانوکامپوزیت با 0.1، 0.3 و 0.5% AGO به ترتیب 2، 8 و 12 درجه سلسیوس افزایش نسبت به پلی پروپیلن خالص نشان داد.