بهبود خواص سطحی پلی اتیلن به کمک نانوذرات رس

خواص سطحی پلی اتیلن به کمک نانوذرات خاک رس به‌همت پژوهشگران دانشگاه تهران با روش جدید فرآوری اغتشاشی اصطکاکی بهبود یافت. مهندس جواد سیفی، دانشجوی دکتری مهندسی پلیمر دانشگاه تهران، گفت: «پلیمرها معمولاً دارای خواص سطحی مورد نیاز برای کاربردهای خاص نظیر سختی بالا، آبدوستی و بلورینگی نیستند، لذا اصلاح سطحی پلیمرها بدون تغییر خواص توده‌ای آنها همیشه مورد توجه محققان بوده‌است. ایده‌ی اصلی این تحقیق، بهره‌گیری از روش مکانیکی فرآوری اغتشاشی اصطکاکی (FSP) در بهبود خواص سطحی پلی اتیلن است. این روش در دهه‌ی گذشته توجه بسیار زیادی از پژوهشگران را برای اصلاح خواص سطحی موادی نظیر فلزات به خود جلب کرده‌است». مهندس سیفی افزود: «ما در این کار تحقیقاتی، از روش فراوری اغتشاشی اصطکاکی برای تولید نانوکامپوزیت‌های پلیمری سطحی تقویت شده با نانوذرات خاک رس استفاده کردیم. بهره‌گیری از این روش، موجب بهبود میزان پراکنش نانوذرات رس در ماتریس پلیمری می‌شود که این امر منجر به افزایش خواص مکانیکی سطحی پلیمر می‌گردد». وی در رابطه با چگونگی انجام این روش ابراز داشت: «ابتدا ورقه‌های پلی اتیلن از طریق پرس مذاب با ضخامت 6 میلی‌متر به دست آمدند. برای تهیه‌ی نانوکامپوزیت‌های HDPE/Clay، نانوذرات خاک رس درون یک شیار که در وسط نمونه‌ها تعبیه شد، جاسازی گردیدند. سپس پین ابزار FSP روی شیار قرار گرفته و فرایند آغاز شد. در نهایت، قسمت فرایند شده مورد آزمون‌های میکروسختی، XRD، TEM و رئومتری قرار گرفتند». محقق این پژوهش در مورد برتری این فرایند بسیار نوین نسبت به روش‌های سنتی چنین گفت: «با استفاده از این روش جدید، ما موفق به تولید نانوکامپوزیت سطحی از پلی اتیلن شدیم که پراکنش بسیار خوبی از نانوذرات خاک رس در آن نسبت به روش سنتی اختلاط مذاب مشاهده می‌شود. همچنین آزمون سختی‌سنجی، افزایش 62 درصدی را در مقدار میکروسختی نشان داد که در مقایسه با عدد مربوط به نمونه‌ی اختلاط مذاب شده (22%) بسیار شگرف و قابل توجه است. آزمون‌های XRD و TEM نیز پراکنش بسیار خوب نانوذرات رس را در ماتریس پلیمری نشان دادند، همچنین نتایج رئومتری مذاب نیز این رفتار را تایید کرد» مهندس سیفی در پایان تاکید کرد: «کاربردهای سطحی پلیمرها در صنعت بسیار مهم هستند، مخصوصاً پلیمرهای تجاری و ارزان قیمت مانند پلی الفین‌ها که متاسفانه به دلیل خواص سطحی نسبتاً ضعیف آنها، کاربردشان در شرایط خاص محدود شده‌است. این روش می‌تواند به صورت مقرون به صرفه‌ای سطح مواد پلیمری را اصلاح کرده و آنها را برای کاربردهای خاص مناسب سازد».

جزئیات این پژوهش –که با همکاری مهندس محسن برموز، کارشناس ارشد مهندسی مکانیک دانشگاه تهران، انجام شده‌است- در مجله‌ی Material Science and Engineering A (جلد 528، صفحات 3006-3003، سال 2011) منتشر شده‌است.

منبع : www.nano.ir