خواص حرارتی/ مکانیکی پلی اتیلن

خواص حرارتی و مکانیکی آمیزه پلی‌اتیلن با چگالی بالای بازیافتی و پلی‌پروپیلن ایزوتاکتیک قالب‌گیری تزریقی شده

سالانه میلیون‌ها تن پلاستیک استفاده شده از مصرف کنندگان و صنایع مختلف جهت بازیافت جمع آوری می‌شود و ظرفیت بازیافت پلاستیک‌ها نیز در حال پیشرفت چشمگیری است.

بازیافت پلاستیک ها هم از جنبه مالی و هم از لحاظ محیط زیستی از اهمیت بالایی برخوردار است و تحقیقات زیادی در سال‌های گذشته در این زمینه انجام گرفته است.

عدم سازگاری بین انواع مختلف پلیمرها تا حدودی سبب محدودیت بازیافت مکانیکی پلاستیک‌ها می‌گردد. پراکنش نامناسب یک پلیمر در ماتریس پلیمری ثانویه، سبب تغییرات زیادی در خواص می‌شود و مانع استفاده در کاربردهای متداول می‌گردد.

همچنین تخریب اکسایشی،گرمایی که به صورت پارگی زنجیر و یا شبکه ای شدن نمود پیدا می‌کند، سبب افت خواص محصولات بازیافتی نسبت  محصولات تولیدی از مواد غیر یازیافتی می‌گردد.

استفاده از سازگارکننده و آنتی اکسیدان به منظور غلبه بر این مشکلات پیشنهاد می‌گردد که البته سبب افزایش هزینه ها می‌شود.

یکی از راه‌ها برای استفاده از پلیمرهای بازیافتی، آمیزه سازی آن ها با پلیمرهای غیربازیافتی است که سبب دستیابی به خواص مکانیکی و حرارتی بهتری می‌گردد.

در این مقاله خواص حرارتی/مکانیکی پلی‌اتیلن با دانسیته بالای (HDPE) بازیافتی و پلی‌پروپیلن (PP) غیر بازیافتی، که دو گونه از پلیمرهای پرمصرف در صنایع مختلف هستند بررسی می گردد.

آمیزه ها به کمک قالب‌گیری تزریقی در دماهای 190، 200 و 220 درجه سانتی‌گراد و با سرعت rpm 60 تهیه شدند.

نمونه ها در ترکیب درصدهای مختلف از پلی‌اتیلن بازیافتی (rHDPE)  و پلی‌پروپیلن غیربازیافتی (vPP) تهیه شدند که ترکیب درصدها به صورت مقابل است: 0/100، 5/95، 10/90، 15/85، 20/80، 25/75 و 30/70. برای بررسی خواص حرارتی، تخریب حرارتی و خواص مکانیکی آمیزه پلیمری به ترتیب از گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC)، آنالیز توزین حرارتی (TGA) و تست کشش استفاده شد.

منحنی های حاصل از DSC حضور دو قله را برای همه آمیزه ها نشان داد؛ یکی نزدیک دمای ذوب rHDPE و دیگری نزدیک دمای ذوب vPP که نشان از پراکنش نامناسب vPP در ماتریس rHDPE دارد.

تغییرات در گرمای ذوب آمیزه پلیمری rHDPE/vPP علیه درصد vPP نشان از تاثیرات حضور vPP بر بلورینگی سیستم دارد. آنالیز TGA نشان داد ترکیب درصدهای 5/95 تا 20/80 بیشترین پایداری حرارتی را دارند.

بیشترین پایداری برای نمونه 5/95 مشاهده شد و تخریب rHDPE نسبت به نمونه 0/100 کمی به تاخیر افتاد که می توان آن را به برهم کنش های بین مولکول های rHDPE با vPP مخصوصا در درصدهای پایین vPP نسبت داد.

همچنین بررسی خواص مکانیکی با آزمون کشش حاکی از قرابت نتایج تنش تسلیم آمیزه با قانون مخلوط ها داشت. تنش تسلیم با افرایش میزان PP از 0 تا 30 درصد افزایش داشت اما برای میزان کرنش در پارگی با افزایش PP روند معکوسی مشاهده گردید.

منبع: فن آوران شیمی

ویکی پلاست | مرجع بازار صنعت پلاستیک