بررسی خواص پلیمرشدن، پخت و رفتار مکانیکی نانوکامپوزیت پلی-استری غیراشباع: اثر نسبت مونومرها و غلظت نانوسیلیکات

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی؛ دانشگاه پیام نور؛ مرکز تهران شمال؛ گروه مهندسی شیمی

2 دانشگاه پیام نور، بخش فنی مهندسی، مهندسی شیمی، گروه پلیمر، تهران، ایران، صندوق پستی 3697-19395 - فارغ التحصیل ارشد

3 پژوهشگاه پلیمرو پتروشیمی ایران، تهران، صندوق پستی 112/14975 - فارغ التحصیل ارشد

چکیده

در این پژوهش پس از تهیه پلی استر غیراشباع با نسبت مختلف مونومرهای انیدریدی، مقادیر مختلف نانوسیلیکات به پلیمر اضافه شد و رفتار پخت و خواص مکانیکی نانوکامپوزیت بررسی شد. طی واکنش استری شدن، رزین پلی-استرغیراشباع با استفاده از نسبت‌های مولی مختلف مونومرهای انیدریدی (مالئیک بر فتالیک به نسبت‌های 10 تا 90 درصد) با پروپیلن گلیکول سنتز شد. جهت بررسی پیشرفت پلیمریزاسیون از روش اندازه‌گیری عدد اسیدی استفاده شد. با افزایش درصد مولی انیدرید مالئیک، زمان واکنش پلیمریزاسیون و رسیدن به عدد اسیدی مطلوب افزایش یافت. در مرحله بعد، پخت رزین‌ انجام شد. رفتار پخت با استفاده از نمودار پخت و اندازه گیری زمان ژل شدن تعیین شد. نمودار پخت نشان داد که با افزایش نسبت مونومر انیدرید مالئیک از 10 تا 90 درصد، زمان پخت 77% کاهش و دمای حداکثر گرمازایی 24% افزایش یافت. افزایش مقدار مالئیک از 10 تا 90 درصد، سبب تغییر استحکام کششی از 11 به 70 مگاپاسکال و مدول کششی از 60 به 359 مگاپاسکال شد. استحکام ضربه و دمای خمش حرارتی نیز روند صعودی نشان داد و در درصدهای بالای مالئیک ثابت شد. در ادامه، نانوکامپوزیت‌ها در مقدار انیدرید مالئیک 50% مولی، حاوی 2، 4، 6 و 8 درصد وزنی از نانوسیلیکات تهیه شدند. با افزایش مقدار ذرات نانو سیلیکات، زمان پخت پلی استر غیر اشباع کاهش و دمای بیشینه گرمازایی افزایش یافت. بررسی خواص مکانیکی با استفاده از آزمون‌های دمای خمش حرارتی، خواص کششی، مقاومت ضربه و سختی سطحی انجام شد. افزایش نانوذرات بهبود خواص کششی را در پی داشت. خواص استحکام ضربه و دمای خمش حرارتی نیز با افزایش مقدار نانو حتی در مقادیر کم، روند صعودی نشان داد. به‌طوری که با افزودن 8 درصد نانورس به زمینه، استحکام ضربه و دمای خمش حرارتی به ترتیب به میزان 11 درصد و 13 درصد افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها