اثر جای‌گیری نانوخاک‌رس بر رفتار رئولوژیکی و شکل‌شناسی آمیخته پلی‌پروپیلن- پلی(‌اتیلن‌ترفتالات) (PP/PET)

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران

چکیده

آزمون‌های رئولوژیکی تحت میدان جریان برشی گذار و دینامیک به همراه آزمون‌های SAXS، TEM و SEM برای آمیخته‌های PP/PET با نسبت‌های وزنی 75/25 و 25/75 حاوی دو نوع نانوخاک‌رس مونت‌موریلونیت با نام‌های تجاری کلویزیت 20A و کلویزیت 30B، انجام شد. نسبت وزنی کلویزیت 20A به کلویزیت 30B در نمونه‌های نانوکامپوزیت آمیخته برابر با نسبت وزنی PP به PET انتخاب شد. نتایج آزمون‌های SAXS و TEM نشان داد، تقریباً تمام نانوذرات در آمیخته‌های غنی از PP در سطح مشترک دو فاز مستقر می‌شوند، در‌حالی‌که این ذرات در آمیخته‌های غنی از PET علاوه بر سطح مشترک بین دو فاز در فاز زمینه PET نیز جای می‌گیرند. از نتایج آزمون SEM مشخص شد، با افزایش نانوخاک‌رس در آمیخته‌ها، ابعاد فاز پراکنده‌ آمیخته غنی از PET به مراتب بیشتر از ابعاد فاز پراکنده آمیخته غنی از PP کاهش می‌یابد. بر خلاف آمیخته غنی از PP، نانوکامپوزیت این آمیخته در شرایط تنش‌زدایی در دماهای زیاد، شکل‌شناسی فازی پایدار سینتیکی- گرمایی نشان داد. در توافق با یافته‌های شکل‌شناسی، بررسی‌های رئولوژیکی تحت میدان جریان برشی نوسانی در بسامدهای کم و زیاد و نیز بررسی‌های رئولوژیکی تحت میدان جریان برشی گذار در سرعت‌های برش کم و زیاد مشخص شد، افزایش نانوذرات خاک‌رس به آمیخته‌ها بر رفتار رئولوژیکی آمیخته غنی از PET نسبت به آمیخته غنی از PP اثر قوی‌تری دارد. این نتایج با استقرار متفاوت نانوذرات خاک‌رس آلی و نسبت وزنی متفاوت دو نوع نانوذرات‌ در سامانه‌های آمیخته غنی از PP و غنی از PET توجیه شد که منجر به تشکیل ساختار شبه‌شبکه‌ای قوی‌تر میان نانوذرات برای آمیخته غنی از PET می‌شوند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Nanoclay Localization Effect on Melt Rheological Behavior and Microstructure of PP/PET Blend

نویسندگان [English]

  • Mahdi Entezam
  • Hossein Ali Khonakdar
  • Ali Akbar Yousefi
Iran Polymer and Petrochemical Institute, Tehran, Iran
چکیده [English]

Dynamic and transient shear flow experiments along with TEM, SAXS and SEM analyses were performed for 75/25 and 25/75 (wt%/wt%) PP/PET blends containing two types of montmorillonite organoclays namely, Cloisite
20A and Cloisite 30B. The weight ratio of Cloisite 20A to Cloisite 30B was equal to PP/PET weight ratio in the blend nanocomposites. The TEM and SAXS analyses revealed that all clays were almost localized at the interface of PP-rich blends whereas in PET-rich blends they were localized at both PET matrix as well as the interface of
the blend. The SEM analysis showed that in a PET-rich system the size reduction of minor phase by addition of the organoclay was more than that of the PP-rich system. In contrast to the neat blend, the PP-rich blend nanocomposite showed thermo-kinetically stable phase morphology under annealing at a high temperature. In agreement with the morphological findings, the rheological investigations under oscillation shear
flow field at low and high frequencies as well as those under transient shear flow field at low and high shear rates revealed that addition of organoclays to the blends had stronger effect on the rheological behavior of the PET-rich system as compared to that of the PP-rich blend. This was explained by the different localization of the
organoclays and the different weight ratio of the two types of clays in the PP-rich and PET-rich blend systems leading to a stronger network-like structure formation of clay layers in PET- rich blend nanocomposites.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rheology
  • microstructure
  • Polypropylene
  • Poly(ethylene terephthalate)
  • blend