علوم و فناوری نساجی و پوشاک

علوم و فناوری نساجی و پوشاک

بررسی اثر ترکیب فازی، سازگار کننده و گرافن اکساید بر ویژگی های حرارتی و سطحی نانوکامپوزیت های PLA/PP

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشکده فنی و علوم پایه ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی(ره) شهرری، ایران ، تهران، 1815163111
2 گروه نساجی، دانشکده فنی و علوم پایه ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی(ره) شهرری، ایران ، تهران،1815163111
3 گروه فرآیند پلیمرها ، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران ، ایران ، تهران، 14965-115
چکیده
با توجه به ضرورت توسعه مواد پلیمری زیست‌تخریب‌پذیر با قابلیت تنظیم خواص و فرآیندپذیری مناسب، استفاده از آمیزه‌های پلیمری و نانوپرکننده‌ها می‌تواند رویکردی مؤثر برای دستیابی هم‌زمان به ویژگی‌های مطلوب ساختاری و سطحی باشد. در این پژوهش، اثر ترکیب پلی‌لاکتیک‌اسید (PLA)، پلی‌پروپیلن (PP)، پلی‌پروپیلن پیوندخورده با مالئیک انیدرید (PP-g-MA) و گرافن اکساید (GO) بر رفتار حرارتی و ویژگی‌های سطحی نانوکامپوزیت‌های حاصل بررسی شد. نمونه‌ها با ترکیب‌های مختلف تهیه و رفتار حرارتی آن‌ها با استفاده از گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین، ویژگی‌های مورفولوژیکی و سطحی نمونه‌های منتخب به‌ترتیب با میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و اندازه‌گیری زاویه تماس آب بررسی شد. نتایج DSC نشان داد که تغییر ترکیب اجزا تأثیر قابل‌توجهی بر آنتالپی ذوب و درجه بلورینگی فازهای PLA و PP دارد، در حالی که دمای ذوب در محدوده نسبتاً محدودی تغییر کرد. درجه بلورینگی فاز PLA در نمونه‌های مورد بررسی در محدوده 26.84 تا 42.69 درصد قرار داشت و افزایش GO روند یکنواختی در تغییر Xc ایجاد نکرد که بیانگر رقابت میان اثر هسته‌زایی ناهمگن و محدودیت حرکت زنجیره‌های پلیمری است. تصاویر AFM تغییرات مورفولوژی سطح را در اثر تغییر ترکیب و حضور سازگارکننده نشان دادند. همچنین، زاویه تماس آب در نمونه‌های بررسی‌شده در محدوده 77.61 تا 83.11 درجه قرار داشت و تغییرات ترشوندگی سطح را در اثر تغییر ترکیب نانوکامپوزیت نشان داد. در مجموع، نتایج نشان داد که تنظیم همزمان نسبت اجزای آمیزه و مقدار GO نقش مهمی در کنترل رفتار حرارتی، مورفولوژی و ویژگی‌های سطحی نانوکامپوزیت دارد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of the Effects of Phase Composition, Compatibilizer, and Graphene Oxide on the Thermal and Surface Properties of PLA/PP Nanocomposites

نویسندگان English

Atiyeh Ghajarieh 1
ُSima Habibi 2
Aazam Talebian 2
Shervin Ahmadi 3
Shirin Nourbakhsh Alizadeh 2
1 Young Researchers and Elite Club, Department of Textile Engineering, Yi. C., Islamic Azad University, Iran, Tehran1815163111
2 Department of Textile Engineering, Yi. C., Islamic Azad University, Iran, Tehran, 1815163111
3 Department of polymer processing, Iran Polymer and Petrochemical Institute, Iran, Tehran, 14965-115n
چکیده English

The development of biodegradable polymeric materials with tunable properties and suitable processability has stimulated increasing interest in the use of polymer blends and nanofillers as an effective approach to achieving desirable structural and surface characteristics. In this study, the effects of poly(lactic acid) (PLA), polypropylene (PP), polypropylene-grafted-maleic anhydride (PP-g-MA), and graphene oxide (GO) on the thermal and surface properties of the resulting nanocomposites were investigated. Samples with different compositions were prepared, and their thermal behavior was evaluated using differential scanning calorimetry (DSC). In addition, the morphological and surface characteristics of selected samples were investigated using atomic force microscopy (AFM) and water contact angle measurements, respectively. The DSC results showed that variations in component composition significantly affected the melting enthalpy and degree of crystallinity of the PLA and PP phases, whereas the melting temperature varied within a relatively narrow range. The crystallinity of the PLA phase ranged from 26.84% to 42.69% among the investigated samples, while increasing GO content did not produce a uniform trend in Xc, indicating the competing effects of heterogeneous nucleation and restriction of polymer-chain mobility. AFM images revealed changes in surface morphology associated with variations in composition and the presence of the compatibilizer. Contact angle measurements showed values ranging from 77.61° to 83.11°, confirming changes in surface wettability with nanocomposite composition. Overall, the results demonstrated that the simultaneous adjustment of blend composition and GO content plays an important role in controlling the thermal behavior, morphology, and surface properties of the nanocomposite materials.

کلیدواژه‌ها English

Poly(lactic acid)
Polypropylene
Graphene oxide
Compatibilizer
Nanocomposite

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 30 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 01 شهریور 1405
  • تاریخ بازنگری 30 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 30 شهریور 1405