بهبود خواص سطحی لوله پلی اتیلن به کمک نانوذرات رس‏

کاربردهای سطحی پلیمرها در صنعت بسیار مهم هستند، مخصوصاً پلیمرهای ‏تجاری و ارزان قیمت مانند پلی الفین‌ها که متاسفانه  کاربردشان در شرایط ‏خاص محدود شده‌است.

---

خواص سطحی پلی اتیلن به کمک نانوذرات خاک رس به‌همت پژوهشگران دانشگاه تهران با روش جدید فرآوری ‏اغتشاشی اصطکاکی بهبود یافت‎.‎
مهندس جواد سیفی، دانشجوی دکتری مهندسی پلیمر دانشگاه تهران، گفت: «پلیمرها معمولاً دارای خواص سطحی ‏مورد نیاز برای کاربردهای خاص نظیر نانو پلیمرسختی بالا، آبدوستی و بلورینگی نیستند، لذا اصلاح سطحی ‏پلیمرها بدون تغییر خواص توده‌ای آنها همیشه مورد توجه محققان بوده‌است. ایده‌ی اصلی این تحقیق، بهره‌گیری از ‏روش مکانیکی فرآوری اغتشاشی اصطکاکی‎ (FSP) ‎در بهبود خواص سطحی پلی اتیلن است‎.‎
این روش در دهه‌ی گذشته توجه بسیار زیادی از پژوهشگران را برای اصلاح خواص سطحی موادی نظیر فلزات به ‏خود جلب کرده‌است‎».‎
مهندس سیفی افزود: «ما در این کار تحقیقاتی، از روش فراوری اغتشاشی اصطکاکی برای تولید نانوکامپوزیت‌های ‏پلیمری سطحی تقویت شده با نانوذرات خاک رس استفاده کردیم. بهره‌گیری از این روش، موجب بهبود میزان ‏پراکنش نانوذرات رس در ماتریس پلیمری می‌شود که این امر منجر به افزایش خواص مکانیکی سطحی پلیمر ‏می‌گردد‎».‎
وی در رابطه با چگونگی انجام این روش ابراز داشت: «ابتدا ورقه‌های پلی اتیلن از طریق پرس مذاب با ضخامت 6 ‏میلی‌متر به دست آمدند. برای تهیه‌ی نانوکامپوزیت‌های‎ HDPE/Clay، نانوذرات خاک رس درون یک شیار که در ‏وسط نمونه‌ها تعبیه شد، جاسازی گردیدند. سپس پین ابزار‎ FSP ‎روی شیار قرار گرفته و فرایند آغاز شد.نانو پلیمر
‎ ‎در نهایت، قسمت فرایند شده مورد آزمون‌های میکروسختی، ‏XRD، ‏TEM ‎و رئومتری قرار گرفتند». محقق این ‏پژوهش در مورد برتری این فرایند بسیار نوین نسبت به روش‌های سنتی چنین گفت: «با استفاده از این روش جدید، ‏ما موفق به تولید نانوکامپوزیت سطحی از پلی اتیلن شدیم که پراکنش بسیار خوبی از نانوذرات خاک رس در آن ‏نسبت به روش سنتی اختلاط مذاب مشاهده می‌شود. همچنین آزمون سختی‌سنجی، افزایش 62 درصدی را در مقدار ‏میکروسختی نشان داد که در مقایسه با عدد مربوط به نمونه‌ی اختلاط مذاب شده (22%) بسیار شگرف و قابل توجه ‏است. آزمون‌های‎ XRD ‎و‎ TEM ‎نیز پراکنش بسیار خوب نانوذرات رس را در ماتریس پلیمری نشان دادند، ‏همچنین نتایج رئومتری مذاب نیز این رفتار را تایید کرد‎»‎
مهندس سیفی در پایان تاکید کرد: «کاربردهای سطحی پلیمرها در صنعت بسیار مهم هستند، مخصوصاً پلیمرهای ‏تجاری و ارزان قیمت مانند پلی الفین‌ها که متاسفانه به دلیل خواص سطحی نسبتاً ضعیف آنها، کاربردشان در شرایط ‏خاص محدود شده‌است. این روش می‌تواند به صورت مقرون به صرفه‌ای سطح مواد پلیمری را اصلاح کرده و آنها ‏را برای کاربردهای خاص مناسب سازد‎.