بهینه سازی خواص سدگری گاز در نانوکامپوزیت های بر پایه پلی اتیلن پرچگالی-نانوخاک رس با روش سطح پاسخ

مخزن های سوخت پلیمری وزن بسیار کمتری در مقایسه با نوع فلزی دارند. اما، در این مخزن های سوخت، به کاهش چشمگیر تبخیر بنزین نیاز است. استفاده از نانوذرات و تهیه نانوکامپوزیت پلیمری می تواند راه حل موثری برای دستیابی به ماده ای با خواص مکانیکی، فرایندی و تراوایی تنظیم پذیر باشد. نانوخاک رس صفحه ای قابلیت زیادی در افزایش خواص سدگری پلیمرها ایجاد می کند و نوع سازگارکننده نقش مهمی در نحوه پراکنش نانوخاک رس دارد.

نمونه های نانوکامپوزیتی با روش آمیخته سازی مذاب در اکسترودر دوپیچی تهیه شدند. برای یافتن فرمول بندی بهینه، اثر عوامل مختلفی همچون مقدار نانوخاک رس و سازگارکننده، نوع سازگارکننده و سرعت اکستروژن با روش سطح پاسخ بررسی شد. بهینه سازی براساس دستیابی به حداقل مقدار گازتراوایی، استحکام ضربه ای مناسب و شاخص جریان مذاب مناسب انجام شد.

به طور کلی، با افزایش مقدار نانوخاک رس، خواص سدگری بهبود یافت. در حالی که برای سازگارکننده، مقدار بهینه ایی وجود داشت. بهینه سازی نتایج مشخص کرد، نمونه دارای  %6wt نانوخاک رس (کلویزیت 20A) و %10wt سازگارکننده پلی اتیلن پیوندخورده با مالییک انیدرید، خواص بهینه دارد. در واقع، در این نمونه تعادل بهینه ای میان خواص مختلف وجود داشته و ساختار کاملا ورقه ای از صفحه های نانوخاک رس حاصل شده است. از سوی دیگر، موم پلی اتیلن اکسیدشده با گرانروی زیاد، کمترین مقدار تراوایی را نشان داد. اما، مقدار استحکام ضربه ای و شاخص جریان مذاب آن غیرقابل قبول بود. نمونه های نانوکامپوزیت دارای موم پلی اتیلن اکسیدشده با گرانروی کم، کمترین مقدار کاهش در گازتراوایی را نشان دادند.