عنوان
بررسي تاثير افزودن پلي‌اتيلن به پلي‌پروپيلن بر روي استحكام مذاب آلياژهاي حاصل براي توليد پلي‌پروپيلن منبسط شده (EPP)
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
پلي‌پروپيلن منبسط شده (EPP) يك فوم سلول بسته‌ي گرمانرم است كه به دليل خواص مطلوب خود، مانند چگالي كم، مقاومت شيميايي مطلوب، و مقاومت مكانيكي و ضربه پذيري نسبتاً زياد، مورد توجه است. اين فوم به طور عمده در صنايع خودروسازي مورد استفاده قرار گرفته و در پشت سپر خودرو براي جذب ضربه بكار مي‌رود. اساسي‌ترين ويژگي لازم براي تبديل پلي‌پروپيلن به پلي‌پروپيلن منبسط شده، استحكام مذاب بالاست. اما، پلي‌پروپيلن به دليل ماهيت نيمه بلورين خود، استحكام مذاب پاييني دارد و در صورت فوم شدن، يك فوم با سلول‌هاي باز و با چگالي نامناسب به وجود مي‌آيد. يكي از راه‌هاي افزايش استحكام مذاب پلي‌پروپيلن، مخلوط كردن آن با پليمري است كه استحكام مذاب بالاتري دارد و داراي نقطه‌ي ذوب پايين‌تري است كه با كاهش دماي ذوب، گرانروي آلياژ حاصل تغيير مي‌كند و در نتيجه، استحكام مذاب افزايش پيدا مي‌كند. در اين پژوهش، جهت افزايش استحكام مذاب پلي‌پروپيلن، اين پليمر با پلي‌اتيلن با چگالي پايين (LDPE) و پلي‌اتيلن با چگالي بالا (HDPE) به صورت آلياژهاي دوتايي و سه‌تايي مخلوط شد. پلي‌پروپيلن و پلي‌اتيلن به دليل تفاوت در ساختار مولكولي (بلورينگي) و دماي ذوب، امتزاج‌پذير نيستند. لذا، با استفاده از سازگاركننده‌ي اتيلن‌پروپيلن دي‌ان مونومر (EPDM) امتزاج‌پذيري اين دو پليمر در اكسترودر دوپيچه انجام شد. خواص رئولوژيكي نمونه‌ها با آزمون‌هاي MFI و RMS مورد بررسي قرار گرفت. شاخص جريان مذاب براي همه‌ي نمونه‌ها، بين 0.31 تا 0.63 گرم بر ده دقيقه، كمتر از پلي‌پروپيلن اصلاح نشده (1.29 g/10 min, 230°C) بود. از نتايج RMS مشخص شد كه براي همه‌ي نمونه‌هاي آلياژي، گرانروي مختلط، مدول اتلاف و مدول ذخيره بيشتر از مقدار مربوط به پلي‌پروپيلن خالص است و فاكتور اتلاف هم، براي آلياژها كمتر بود. بيش¬ترين گرانروي مختلط با مقدار 21700 پاسكال بر ثانيه، مربوط به نمونه حاوي 30 درصد LDPE همراه با 5 درصد سازگاركننده (30LE) بود كه مدول اتلاف 2230 و مدول ذخيره 950 مگاپاسكال را هم از خود نشان داد. پلي‌پروپيلن و نمونه‌هاي آلياژي توليد شده، توسط آزمون DSC مورد آناليز حرارتي قرار گرفتند كه با توجه به نزديك‌تر شدن دماي انتقال شيشه‌اي آلياژها نسبت به نمونه¬هاي خالص، بهبود امتزاج‌پذيري در نمونه‌ها به اثبات رسيد. نمونه‌هاي پلي‌پروپيلن با استحكام مذاب بالا (HMSPP)، جهت فوم شدن، با شرايط فرايندي فشار 80 بار و دماي 160 درجه سلسيوس، با استفاده از عامل فوم‌زاي CO2 وارد اتوكلاو شدند و با نرخ افت فشار 30 بار در ثانيه، تخليه شدند. از همه‌ي نمونه‌هاي فوم شده، با استفاده از دستگاه FE-SEM تصوير برداري ميكروسكوپي انجام شد. پس از بررسي مورفولوژي فوم‌ها، مشخص شد در حالي¬كه پلي‌پروپيلن اصلاح نشده، قابليت مطلوبي براي تشكيل ساختار سلول بسته ندارد و ساختار آن پس از فوم شدن، دچار فروپاشي مي شود، افزودن پلي‌اتيلن و سازگاركننده بر همه‌ي نمونه‌ها نتيجه‌ي مثبت در پي داشت و بيش از 80% از سلول¬هاي تشكيل شده در نمونه هاي آلياژي به صورت بسته درآمد. نمونه‌ي 30LE (شامل 30% وزني LDPE و 5%سازگاركننده EPDM) منظم‌ترين ساختار و بيش‌ترين درصد سلول‌هاي بسته را با نسبت انبساط 2.83، چگالي فوم 0.318 گرم بر سانتي‌متر مكعب و چگالي سلولي Cells/cm3 1011× 1.5 نشان داد.
شماره ركورد
230177
دانشگاه
دانشگاه اصفهان
استاد مشاور
اميد معيني جزني
رشته تحصيلي
مهندسي پليمر- فراورش
استاد راهنما
اميرحسين نوارچيان