ساخت و مقایسه خواص مکانیکی نانوکامپوزیت پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف کربن و نانوذرات کربنات کلسیم

در تحقیق جاری، جهت ساخت نانو کامپوزیت پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف کربن و نانوذرات کربنات کلسیم، گرانول پلی‏پروپیلن با درصدهای مشخصی از سازگار کننده مالئیک آنیدرید و نانو کربنات کلسیم، به دستگاه اکسترودر تغذیه و گرانول آمیخته خروجی اکسترودر، داخل قالبی تحت پرس گرم قرار گرفت. بعد از تولید ورق‏های رزین از این گرانولها، آنها به صورت ساندویچی مابین صفحات پارچه ای الیاف کربن لایه چینی و پرس گرم می‏شوند و نمونه های نانو کامپوزیتی آماده می شود. پس از تهیه نمونه های استاندارد آزمونهای کشش، خمش و ضربه از هر دو نوع کامپوزیت پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف کربن حاوی نانوذرات و فاقد نانوذرات، آزمونهای مکانیکی بر روی آنها انجام شد. نتایج نشان داد که نمونه‏ کامپوزیتی حاوی نانو کربنات کلسیم 87% استحکام کششی بیشتر، 26% استحکام خمشی بیشتر و 40% استحکام ضربه بیشتر، نسبت به کامپوزیت فاقد نانوذرات دارا می باشد. سازگار کننده مالئیک آنیدرید به سبب تشکیل کوپلیمر پلی پروپیلن-کربنات کلسیم، منجر به بهبود یکنواختی ترکیب و افزایش چسبندگی بین فازهای پلی-پروپیلن و نانوکربنات کلسیم می شود. به علت بالاتر بودن مدول الاستیسیته نانوذرات در مقایسه با زمینه پلی پروپیلن و همچنین خاصیت جوانه زنی احتمالی نانو ذرات در زمینه پلیمری، استحکام کلی نمونه نانوکامپوزیتی افزایش یافته است، همچنین به علت متقارن بودن شکل نانوذرات شبه کروی کربنات کلسیم، این ذرات در جهات مختلف خواص همسانگرد دارند و منجر به افزایش میزان بلورینگی در زمینه پلیمری و استحکام نانوکامپوزیت می شود. پراکندگی نانوذرات در زمینه پلی پروپیلن باعث می شود انرژی ضربه وارد شده در تمام مقطع پخش و در نتیجه، قابلیت جذب انرژی، پیش از شکست افزایش یابد