نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

مطالعه خواص فیزیکی و مکانیکی کوپلیمر آکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) پر شده با کربنات کلسیم

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، واحد اهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اهر، ایران
2 مدیر بخش تحقیق و توسعه پتروشیمی تبریز، تبریز، ایران
3 گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران
چکیده
ترموپلاستیک آکریلونیتریل - بوتادین – استایرن (ABS) یکی از پلاستیک­ های مهندسی می ­باشد که در صنایع معمولاً به صورت کامپوزیتی یا آلیاژی استفاده می­ شود. پر کننده­ های ذره­ای مثل کربنات کلسیم به واسطه قیمت پایین آنها در پلاستیک ­ها مصرف بالایی دارند. در این پژوهش کامپوزیت CaCO3/ABS در سه ترکیب درصد از کربنات کلسیم با سه اندازه ذره متفاوت میکرومتری به همراه سازگار کننده پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) مورد بررسی قرار گرفت. فرمولاسیون­ ها توسط طراحی آزمایش با روش تاگوچی برای سه فاکتور مذکور در سه سطح انجام شد. پس از نمونه سازی در اکسترودر دو پیچه همسوگرد، نمونه ­ها با قالب گیری تزریقی تهیه و تست­ های کشش، ضربه، سختی راکول، شاخص جریان مذاب و دمای نرمی وایکت انجام شد. نتایج نشان داد که اثر عمده CaCO3 بر مقاومت ضربه و تأثیر کمی بر سایر ویژگی­ ها دارد. به طوری که 5/0 ، 1 و 2 درصد کربنات کلسیم باعث شد که از استحکام ضربه آیزود ترموپلاستیک ABS  به ترتیب  12 ، 27 و 39 درصد کم شود و مقدار آن از 1/21 کیلوژول بر مترمربع  به 5/18 ،3/15 و9/12 برسد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Gurjar D., Sharma S., Sarkar M., A Review on Testing Methods of Recycled Acrylonitrile Butadiene-Styrene. Materials Today: Proceedings, 5(14): 28296-28304 (2018).
[2] Hsissou R., Seghiri R.,  Benzekri Z.,  Hilali M. ,  Rafik M. ,  Elharfi A., Polymer Composite Materials: A Comprehensive Review. Composite structures, 262: 113640 (2021).
[3] Yadav R., Singh M., Shekhawat D., Lee S.Y., Park S.J, The Role of Fillers to Enhance the Mechanical, Thermal, and Wear Characteristics of Polymer Composite Materials: A Review. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 175: 107775 (2023).
[4] Wilke L.A., Robertson C.G., Karsten D.A., Hardman N.J., Detailed Understanding of the Carbon Black–Polymer Interface in Filled Rubber Composites. Carbon, 201: 520-528 (2023).
[5] Park G., Lee H., Sim J.H., Kim A., Kim M., Paeng K., Polymer Segmental Dynamics Near the Interface of Silica Particles in the Particle/Polymer Composites. Journal of Colloid and Interface Science, 629: 256-264 (2023).
[6] Xiao J., Hobson J., Ghosh A., Haranczyk M., Wang D.Y., Flame Retardant Properties of Metal Hydroxide-Based Polymer Composites: A Machine Learning Approach. Composites Communications, 40: 101593 (2023).
[7] Lakshmi R., Choudhary R., Senatov F., Kaloshkin S., Kothandam S., Ponnamma D., Sadasivuni K.K., Swamiappan S., Fabrication and Bioactivity Studies of Wollastonite/Polycaprolactone Composites. International Journal of Nano and Biomaterials, 10(2): 86-99 (2023).
[8] Hussain E., Ahtesham A.,  Shahadat M.,  Nasir M., Ibrahim M.,  Ismail S., Recent Advances of Clay/Polymer-Based Nanomaterials for the Treatment of Environmental Contaminants in Wastewater: A Review. Journal of Environmental Chemical Engineering, 12(3): 112401 (2024).
[9] Sudeepan J., Kumar K., Barman T.K., Sahoo P., Study of Friction and Wear Properties of ABS/Kaolin Polymer Composites Using Grey Relational Technique. Procedia Technology, 14: 196-203 (2014).
[12] Olivera S., Muralidhara H.B., Venkatesh K., Gopalakrishna K., Vivek C.S., Plating on Acrylonitrile–Butadiene–Styrene (ABS) Plastic: a Review. Journal of materials science, 51: 3657-3674 (2016).
[13] Hiremath A., Murthy A.A., Thipperudrappa S. KN B., Nanoparticles Filled Polymer Nanocomposites: A Technological Review. Cogent engineering, 8(1): 1991229 (2021).
[14] Tang C.Y., Chan, L.C., Liang, J.Z., Cheng, K.W.E. and Wong, T.L., Mechanical and Thermal Properties of ABS-CaCO3 Composites. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 21(15): 1337-1345 (2002).
[15] Jiang L., Lam Y.C., Tam K.C., Chua T.H., Sim G.W., Ang L.S., Strengthening Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (ABS) with Nano-Sized and Micron-Sized Calcium Carbonate. Polymer, 46(1): 243-252 (2005).
[16] Fu S.-Y., Lauke B., Characterization of Tensile Behaviour of Hybrid Short Glass Fibre/Calcite Particle/ABS Composites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 29(5-6): 575-583 (1998).
[17] Alekseev A.A., Abdulrakhim R.M., Osipchik V.S., Kirichenko E.A., Chernyshova V.N., Heat Stability of Filled ABS Copolymers. International Polymer Science and Technology, 30(7): 18-21 (2003).
[18] Tang C.Y., Liang J.Z., A Study of the Melt Flow Behaviour of ABS/CaCO3 Composites. Journal of Materials Processing Technology, 138(1-3): 408-410 (2003).
[19] Miller A., Brown C., Warner G., Guidance on the use of Existing ASTM Polymer Testing Standards for ABS Parts Fabricated Using FFF. Smart and Sustainable Manufacturing Systems, 3(1): (2019).
[20] Venkatesan K., Bhaskar G., Evaluation and Comparison of Mechanical Properties of Natural Fiber Abaca-Sisal Composite. Fibers and Polymers, 21: 1523-1534 (2020).
[22] Bharne M., Bhosle S., Mechanical & Thermal Properties of fly Ash Filled ABS. Int. J. Eng. Res. Technol, 3: 750-756 (2014).
[23] Dhas J E.R., Lewise K A.S., Kulandaiyappan N.K., Raja V., Saleel C.A., Alwetaishi M., Arputharaj B.S., Hassan Deif A.M., AL-bonsrulah H.A.Z., Manufacturing and Experimental Characterization of New-Developed Natural Fiber Reinforced Polymer Nanocomposite. journal of materials research and technology, 26: 6084-6095 (2023).