ایجاد ساختار بلوری بتا در پلی‌پروپیلن تصادفی به کمک جوانه‌زای بر پایه پیملیک اسید: نقش روش افزودن جوانه‌زا و حضور پلی‌پروپیلن ایزوتکتیک در ترکیب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

چکیده

کوپلیمر پلی‌پروپیلن تصادفی در مقایسه با کوپلیمر بلوکی از چقرمگی و مقاومت به ضربه پایین‌تری برخوردار است و این نقیصه محدودیت‌هایی را در استفاده از این پلیمر در برخی کاربردها من‌جمله در صنعت لوله ایجاد می‌نماید. ایجاد ساختار بلوری بتا در پلی‌پروپیلن تصادفی به کمک افزودن جوانه‌زا یک روش شناخته شده برای حل این نقطه‌ضعف است. در این پژوهش برای ایجاد ساختار بلوری، از دو نوع جوانه‌زا استفاده شد: جوانه‌زای پیملیک اسید پیش سنتز شده و سنتز درجای پیملیک اسید حین فراورش (0/2 درصد وزنی). همچنین برای افزایش بازده جوانه‌زایی از افزودن پلی‌پروپیلن ایزوتکتیک (iPP) به میزان 4 درصد وزنی استفاده شد. هدف مقایسه میزان اثرگذاری iPP در کنار دو نوع جوانه‌زا است. نمونه‌های موردنیاز برای انجام آزمون‌ها از روش قالب‌گیری فشاری تولید شدند. ارزیابی ساختار بلوری توسط روش‌های گرماسنجی تفاضلی روبشی (DSC) و پراش پرتو ایکس (XRD) انجام گرفت. همچنین برای بررسی ریزساختار نمونه‌ها از میکروسکوپ نوری عبوری (TOM) بهره گرفته‌شد. آزمون‌های کشش و ضربه نیز برای بررسی رفتار مکانیکی مورداستفاده قرار گرفت. باتوجه‌به آزمون‌های DSC و XRD مشاهده شد که نمونه ساخته شده با افزودن 4 درصد iPP بیش‌ترین مقدار فاز بتا (67 و 72 درصد به‌ترتیب در هر آزمون) را دارد. تصاویر میکروسکوپی نیز به وضوح ریزشدن ساختار در اثر ایجاد فاز بتا را نشان داد. همچنین باتوجه‌به هدف پژوهش برای نمونه ذکرشده چقرمگی نسبت به نمونه خالص، افزایش 100 درصدی از خود نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Creation of Beta Crystal Structure in Random Polypropylene with the Help of Pimelic Acid-Based Nucleator: the Role of Nucleator Addition Method and the Presence of Isotactic Polypropylene in the Composition

نویسندگان [English]

  • H. Ghorbani
  • R. Bagheri
Department of Materials and Science Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Compared to block copolymer, random polypropylene copolymer has lower toughness and impact resistance, and this defect creates limitations in the use of this polymer in some applications, including in the pipe industry. Creating a beta crystal structure in random polypropylene with the help of nucleating agent is a well-known method to solve this weakness. To create a crystal structure, two types of nucleating agent were used: pre-synthesized pimelic acid nucleating agent and in-situ synthesis of pimelic acid during processing (0.2% by weight). Also, to increase the efficiency of germination, the addition of isotactic polypropylene (iPP) was used at the rate of 4% by weight. The samples needed for the tests were produced by compression molding method. Crystal structure evaluation was done by differential scanning calorimetry (DSC) and X-ray diffraction (XRD) methods. Also, a transmission optical microscope (TOM) was used to examine the microstructure of the samples. Tensile and impact tests were used to check the mechanical behavior. According to DSC and XRD tests, it was observed that the sample made by adding 4% iPP has the highest amount of beta phase (67 and 72% respectively in each test). Microscopic images also clearly showed the collapse of the structure due to the increase in beta phase. Also, according to the purpose of the research, the mentioned sample showed a 100% increase in toughness compared to the pure sample.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Random Polypropylene
  • Pimelic Acid Nucleating Agent
  • Isotactic Polypropylene (iPP)

ارتقاء امنیت وب با وف ایرانی