Study on fabrication and the morphology and Rheology of nanosilica/polypropylene nanocomposite fibers

Document Type : Research/ Original/ Regular Article

Authors

1 Faculty member of the Faculty of Textile Engineering, Islamic Azad University, Yadegar Imam Branch (Rey city)

2 Department of textile engineering

3 Iran Polymer and Petrochemical Institute

Abstract

Nanotechnology improves the mechanical properties of polymer and metal compounds in the form of nanocomposites. The presence of nanometer-sized secondary phases in polymer coatings can increase the physical and mechanical properties more than conventional reinforcements. The nanosilica particles are used as an efficient filler in polymer matrix. In this research, polypropylene/ nanosilica nanocomposite fibers were prepared to investigate their properties. For this purpose, after surface modification of nano-silica and adding polypropylene maleic as a compatibilizer to the polypropylene matrix of obtained nanocomposite fibers, they were meltspinined with different percentages of nanosilica. Investigation of rheological and viscoelastic properties showed that due to the increase of nanoparticles up to 0.5%, it had no significant effect on rheological behavior and melt spinning process. The results of TGA test showed that the onset temperature of degradation decreased with increasing percentage of nanosilica. SEM and EDAX images showed that the particle distribution in nanocomposites containing lower amounts of nanosilica was uniform and almost free of particle aggregation, but with an increase of nanosilica by 1.5%, there was particle aggregation at different points. The main objective of this research is study of Rheological properties of nanocomposite along side of morphological behaviours.

Keywords

Main Subjects

References

  1. جمدی، الف.، خدامی،الف.، صدر ارحامی، ز، اصالح سطح الیاف پلیپروپیلن با استفاده از تابش پرتوهای ریزموج و فرابنفش، علوم و فناوری نساجی، 5 (4)،217-222، 1391.
  2. صفایی، ب.، یوسفی، م.، خواص مکانیکی الیاف کامپوزیتی پلیپروپیلن و نانولوله کربنی چنددیواره، علوم و فناوری نساجی، 3 (4)،143-150، 1391.
  3. Rasana, N. and Jayanarayanan, K.,. Polypropylene/short glass fiber/nanosilica hybrid composites: evaluation of morphology, mechanical, thermal, and transport properties. Polymer Bulletin, 75(6), 2587-2605, 2018.
  4. Raji, Marya, et al. ,.Morphology control of poly (lactic) acid/polypropylene blend composite by using silanized cellulose fibers extracted from coir fibers. Cellulose 29 (12), 6759-6782,2022.
  5. Kausar, A. ,. Polyamide/nanosilica nanocomposite: a chronicle of design and high-tech progressions. Materials Research Innovations, 26(1), 52-63,2022.
  6. A.Awad,S M.Khalaf, E,.Investigation of improvement of properties of polypropylene modified with nanosilica composite, Composite communications , 12,59-63,2020.
  7. حیدری، م.، ولی پور، پ.، باقری، ح.، بررسی تاثیر استفاده از ذرات نانورس بر مورفولوژی الیاف نانوکامپوزتی بر پایه پلی پروپیلن/ پلی آمید 6 و خواص رنگپذیری آنها. فصلنامه علوم و فناوری نساجی و پوشاک, 2(1), 21-26، 1390.
  8. Awad, S.A. and Khalaf, E.M., Investigation of improvement of properties of polypropylene modified by nano silica composites. Composites Communications, 12, pp.59-63, 2019.
  9. حبیبی، س.، و نیلفروش زاده، ح.، و قربانی شبستری، س.، بررسی تاثیر الیاف پلی پروپیلن بر روی استحکام و مقاومت حرارتی بتن. فناوری نساجی (علوم و تکنولوژی نساجی), 2(4), 53-61، 1388.
  10. Moncrieff.R.W,"Man Made Fibers"., Butterworth's Co., England, 1982.
  11. حبیبی،س.،. هاشمی،ح.،نانوفناوری در نساجی. چاپ اول. انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیر کبیر. تهران، 1392.
  12. اجایان.ش.براون..علوم و فناوری نانو کامپوزیت.چاپ اول.انتشارات دانشگاه تهران،1389.
  13. Zhang, Y., Deng, B., Liu, Q. and Chang, G., Nonisothermal crystallization kinetics of poly (lactic acid)/nanosilica composites. Journal of Macromolecular Science, Part B, 52(2), 334-343, 2013.
  14. باقری، م.، و آشنای قاسمی، ف.، و قاسمی، ا.، تحلیل خواص کششی نانو کامپوزیت هیبریدی پایه رزین اپوکسی/ الیاف شیشه/ نانو ذرات سیلیکا. مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز, 49(4 (پیاپی 89) ), 19-25، 1398.
  15. رحیمی شعرباف، ح.، و رحیمی، غ.، و لیاقت، غ.، بررسی تجربی رفتار لوله های کامپوزیتی لاینردار رشته پیچی شده با الیاف شیشه و ذرات نانو سیلیکا تحت بار ضربه محلی. علوم و فناوری کامپوزیت, 3(4)، 1395،311-319.
  16. Zhi Zhou.T, Hong Ruan.W, Lin Wang.Y, Liang MaiMin.Y., Performance Improvement of Nano-silica/Polypropylene Composites through in-situ Graft Modification of Nanoparticles during Melt Compounding.Polymers, 058, 1618-7229, 2007.
  17. Palza.H , Vergara.R, Zapata.P., Composites of polypropylene melt blended with synthesized silica nanoparticles.Composites Science and Technology,71, 535-540, 2011.
  18. Dorigato. A., Pegoretti, A., Reprocessing effects on polypropylene/silica nanocomposite, Journal of Applied Polymer Science, 131(10), 2014, DOI: 10.1002/APP.40242.

Files

History

  • Receive Date: 22 November 2021
  • Revise Date: 10 April 2022
  • Accept Date: 05 May 2022

Share

How to cite

Statistics