خواص مکانیکی کامپوزیت های پلی اتیلن - پلی اتیلن ترفتالات بازیافتی

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 گرگان، دانشگاه گلستان، گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی 115

2 تهران، دانشگاه تهران، پردیس علوم، دانشکده شیمی، صندوق پستی 4563-11155

چکیده

پلی ­اتیلن ترفتالات (PET) از جمله پلاستیک ­های گرمانرم است که بازیافت آن با مشکلات متعددی رو­به ­روست. به دلیل افت شدید خواص مکانیکی آن پس از بازیافت نمی­ توان از آن برای تولید محصولاتی همانند محصولات بکر استفاده کرد. پلی ­اتیلن نیز از جمله پلیمرهای گرمانرم است که به ­راحتی بازیافت شده و می­ توان آن را با فرایندهای معمول بازیافت کرد. پلی ­اتیلن به علت عوامل محیطی که محصول اولیه در آن قرار دارد تا حدودی کاهش خواص مکانیکی نشان می­ دهد که می ­توان با استفاده از تقویت­ کننده­ ها خواص آن را اصلاح کرد. در پژوهش حاضر، اثر پرکننده پلی­ اتیلن ترفتالات بازیافتی (rPET) با مقدار و اندازه­ های مختلف بر خواص مکانیکی ماده حاصل مطالعه شد. کامپوزیت با مخلوط­ کن داخلی تهیه شد. برای اصلاح سازگاری بین ذرات از پلی ­اتیلن عامل­ دارشده با مالئیک انیدرید استفاده شد. بررسی خواص مکانیکی با آزمون های کشش، ضربه، سختی و شاخص جریان مذاب انجام شد. همچنین برای بررسی شکل­ شناسی ذرات پلی­ اتیلن ترفتالات بازیافتی میکروسکوپ الکترونی پویشی به ­کار گرفته شد. نتایج نشان داد، با افزایش درصد پلی­ اتیلن ترفتالات بازیافتی، انرژی شکست، سختی سطح، مدول کششی کامپوزیت افزایش و از طرفی شاخص جریان مذاب، ازدیاد طول تا نقطه تسلیم، استحکام کششی و نیز استحکام ضربه ­ای کاهش می ­یابد. نتایج نشان داد، با افزایش درصد PET بازیافتی در ماتریس پلی­ اتیلن بازیافتی رفتار کامپوزیت شکننده ­تر شد، به عبارتی دیگر باعث کاهش رفتار پلاستیک در پلی ­اتیلن بازیافتی شد و نیز با کاهش اندازه ذرات و افزایش سطح تماس خواص مکانیکی به مقدار قابل توجهی افزایش یافت و نیز رفتار ماده شکننده­ تر شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Mechanical Properties of Recycled Polyethylene-Polyethylene Terephthalate Composites

نویسندگان [English]

  • Ehsan Avazverdi 1
  • Mojtaba Vandalvand 1
  • Alireza Shakeri 2
1 Department of Polymer Engineering, Golestan University, P.O. Box: 115, Gorgan, Iran
2 School of Chemistry, University College of Science, University of Tehran, P.O. Box: 11155-4563, Tehran, Iran
چکیده [English]

Polyethylene terephthalate (PET), one of the thermoplastic polymers, is encountered with arduous problems in its recycling. After recycling, its mechanical properties drop dramatically and therefore it cannot be used to produce the products as virgin PET does. Polyethylene is a thermoplastic polymer which can be easily recycled using the conventional recycling processes. The decreased mechanical properties of virgin polyethylene due to the environmental factors can be improved by reinforcing fillers. In this paper, we studied the effects of adding recycled polyethylene terephthalate (rPET) as a filler, in various amounts with different sizes, on the physical and mechanical properties of recycled polyethylene. Composite samples were prepared using an internal mixer at temperature 185°C, well below rPET melting point (250°C), and characterized by their mechanical properties. To improve the compatibility between different components, PE grafted with maleic anhydride was added as a coupling agent in all the compositions under study. The mechanical properties of the prepared samples were performed using the tensile strength, impact strength, surface hardness and melt flow index (MFI) tests. To check the dispersity of the polyethylene terephthalate powder in the polyethylene matrix, light microscopy was used. The results showed that the addition of rPET improved the tensile energy, tensile modulus and surface hardness of the composites while reduced the melt flow index, elongation-at-yield, tensile strength and fracture energy of impact test. We could conclude that with increasing rPET percentage in the recycled polyethylene matrix, the composite became brittle, in other words it decreased the plastic behavior of recycled polyethylene. Decreasing particle size led to higher surface contacts, increased the mechanical properties and made the composite more brittle. The light microscopy micrographs of the samples showed a good distribution of small rPET particles in the polyethylene matrix.

کلیدواژه‌ها [English]

  • polyethylene
  • polyethylene terephthalate
  • maleated polyethylene
  • mechanical properties
  • recycle