اثر نانوذرات و سرعت برش بر تولید اکستروژنی اسفنج پلی استیرن در مجاورت گاز نیتروژن
چکیده
این مطالعه تلاشی برای کنترل ساختار اسفنج پلیمری با استفاده از کنترل سرعت برش در حدیده مسطح مستطیلی و نانوسیلیکا در یک فرایند اکستروژنی است. در این پژوهش، از پلی استیرن با مصرف معمولی به عنوان زمینه پلیمری، نانوذرات سیلیکا به عنوان عامل هسته زا، گاز نیتروژن به عنوان عامل دمش و تولوئن نیز استفاده شده است. برای پراکنش بهتر نانوذرات در سطح زمینه ترکیبی از روش های محلولی و مذاب و برای تولید اسفنج از اکسترودر دوپیچی همسانگرد استفاده شد. اثر سرعت برش در حدیده مسطح مستطیلی، اندازه نانوسیلیکا و درصد وزنی نانوسیلیکا بر چگالی اسفنج، چگالی سلول و متوسط اندازه سلول مطالعه شد. برای شناسایی پارامترهای اساسی اسفنج (چگالی سلول و اندازه سلول) میکروسکوپ الکترون پویشی استفاده شد. نتایج نشان داد، افزایش سرعت برش حدیده از min-1 8 به min-1 12 با شکستن سلول های بزرگ به چند سلول کوچک تر، باعث افزایش %۶۱ چگالی سلول و کاهش %۱۸ درصد اندازه متوسط سلول ها شده است. با کوچک ترشدن اندازه نانوسیلیکا از nm40 بهnm 12، چگالی سلول ازcell/cm3 108×24/1 بهcell/cm3 108×73/1 افزایش و متوسط اندازه سلول از mm 5/11 به mm 9 کاهش یافته است. همچنین، در بین مقادیر مختلف نانوسیلکا (۰/۱، ۲ و %۴ وزنی) اسفنج حاوی %۲ وزنی از نانوسیلکا دارای بیشترین چگالی سلول شده است. دلیل این موضوع نیز وجود نانوذرات سیلیکا به عنوان مراکز هسته گذاری و تسهیل در ایجاد هسته بوده است. در کل نانوکامپوزیت حاصل از %۲ وزنی نانوسیلیکا ۱۲ نانومتری در سرعت برش min-1 ۱۲ بیشترین چگالی سلول و کوچک ترین اندازه سلول را نشان داده است.