مطالعه تجربی خواص مکانیکی و رفتار گرمایی نانوکامپوزیت های پلی اکسی متیلن - کلسیم کربنات

نانوکامپوزیت هایی بر پایه پلی اکسی متیلن (پلی استال) حاوی نانوذرات کلسیم کربنات (1/5 تا 9 درصد وزنی) با به کارگیری اکسترودر دوپیچی و قالب گیری تزریقی تولید شد. رفتار گرمایی، خواص مکانیکی و نیز شکل شناسی نمونه های مختلف بررسی شد. افزودن نانوذرات کلسیم کربنات به پلی استال به طور جزیی بر شاخص جریان مذاب اثر می گذارد. نتایج آزمون گرماسنجی پویشی اختلافی نشان داد، وجود نانوذرات کلسیم کربنات در ماتریس پلی استال اثر هسته زایی داشته و باعث افزایش دما و درجه بلورینگی می شود. نتایج آزمون های جمع شدگی نشان می دهد، اثر هسته زایی بلوری و اثر پرکنندگی نانوذرات کلسیم کربنات بر جمع شدگی، یکدیگر را خنثی می کنند. افزودن نانوذرات کلسیم کربنات به پلی استال، استحکام و مدول کشسانی و خمشی و نیز مقاومت ضربه ای را به طور هم زمان افزایش می دهد. بیشترین مقادیر استحکام کششی، مدول کشسانی، استحکام خمشی، مدول خمشی و استحکام ضربه ای به ترتیب با افزودن 1/5، 6، 3، 6، 3 درصد وزنی نانوذرات کلسیم کربنات حاصل می شود که به ترتیب 13، 40، 33، 15 و ٪20بیشتر از پلی استال خالص است. بهبود قابل ملاحظه خواص کششی، خمشی و استحکام ضربه ای در اثر وجود 3٪ وزنی نانوذرات کربنات کلسیم در ماتریس پلی استال به افزایش سرعت هسته زایی، درجه بلورینگی و پراکنش تقریبا یکنواخت نانوذرات در زمینه پلیمری نسبت داده شد. نتایج شکل شناسی نشان دهنده اثر نانوذرات کربنات کلسیم بر تغییر سازوکار شکست از ترد به تغییر شکل پذیر-ترد است، یک مرز گذر از ناحیه تغییر شکل پذیر به ناحیه شکست ترد در نانوکامپوزیت پلی استال-کربنات کلسیم مشاهده می شود.