اثر زئولیت اصلاح شده به عنوان عامل هسته زا روی رفتار پلی پروپیلن

اثر زئولیت اصلاح شده به عنوان عامل هسته زا روی رفتار کریستالینیته و خواص مکانیکی پلی پروپیلن

    پلی پروپیلن ایزوتاکتیک یا iPP یکی از مهمترین ترموپلاستیک های تجاری به دلیل هزینه پایین تولید آن و خواص نسبتا چندکاره می باشد. وانگهی، iPP می تواند در تغییر شکلهای منوکلینیک (آلفا)، مثلثی (بتا)، قائم الزاویه (گاما) و بلور متورق کریستالی شود.

iPP    پلی مر نیمه کریستالی است. بنابراین، مورفولوژی کریستالی آن، قابلیت کریستالی، اندازه گردبلور، و سرعت کریستالی سازی مستقیما بر خواص فیزیکی نهایی اثر می گذارد و کریستالی سازی تحت کنترل مرحله هسته سازی است.

افزودن افزودنی های خاص یا عوامل هسته سازی سطوح خارجی یا هسته هایی را فراهم می کند که انرژی آزاد تشکیل یک هسته پلیمری جدید را کاهش می دهد و سرعت کریستالی سازی را افزایش می دهد. وانگهی، این مواد نیز گردبلورهای کوچکتری را ایجاد کرده و کریستالی سازی را افزایش می دهد و با این حساب خواص نوری و مکانیکی را بهبود می دهد.Page  وهمکارانش رفتار کریستالی سازی نانوکامپوزیت های PP/ گرافیتی را مطالعه کرده و افزایش در کریستالی سازی تا 20 درصد را با افزودن  6-9 wt% پوسته های گرافیتی پیدا نمود.

در پروسه مرسوم پلی پروپیلن، ماده هسته سازی آلی به طور وسیعی استفاده می شود. در سالیان گذشته ، تلاشهای بزرگی صورت گرفته تا پلی پروپیلن رابه طور ویژه برای ایجاد نوع جدیدی از مواد هسته سازی تغییر شکل دهد. برخی محققان دریافتند که ذرات غیرآلی نیز اثر معنی داری را روی رفتار کریستالی سازی PP داشته اند. در میان این ذرات غیرآلی، کربنات کلسیم یکی از پرکننده های غیرآلی بوده است که به طور متداولی برای ترموپلاستیک ها استفاده می شده است.

اندازه غالب ذره CaCO3 موجود از 1 تا 50 میکرومتر متغیر است. بعلاوه، نانو-SiO2 به عنوان ماده هسته سازی PP به کاربرد تجاری گذاشته شده است. زئولیت یک ذره غیرآلی است که تخلخل و توانایی تبادل یونی فوق العاده ای دارد. اثرات انواع مختلف زئولیت روی هسته سازی القایی و مورفولوژی نهایی سیستم زئولیت / ماده هسته سازی/PP مورد بررسی قرار گرفت و دریافتند که زئولیت 5A اثر کمی روی کریستالی سازی القایی PP داشته است اما قابلیت سازگاری بهتری با ماده هسته سازی بتا دارد.

زئولیت 13X اثر بزرگی روی هسته سازی القایی و مورفولوژی کریستالی PP داشته است. براساس خصوصیات ساختاری ماده مزدوج کننده، که استر سیلیکون آسیلوکسی زنجیره کربن بلند می تواند روی ذره غیرآلی با  Si-OHدر پروسه هیدرولیز پیوند یابد، در این مطالعه نوع جدیدی از کامپوزیتهای PP/ماده هسته ساز و یک روش جدید برای تهیه ماده هسته ساز را، با استفاده از زئولیت (5A, 13X) که بوسیله دی اتوکسی (دی استیرویل) سالین (DDS) تغییر شکل یافته است، داده ایم

Ø شکل کریستالی کامپوزیت های PP

    الگوهای XRD از PP، PP/5A، PP/13X، PP/DS، PP/DDS-13X و PP/DDS-5A خالص با محتوای زئولیت 0.3wt% در تصویر 1 نشان داده شده است.

    منحنی a الگوی افتراق نمونه را برای α-PP در پیک های

 2θ =14.1°, 16.8°, 21.0°, 21.8° منطبق با افتراق اولیه                          

                           سطح های کریستالی آلفا کریستال به ترتیب از چپ به راست نشان می دهد. طی همه نمونه ها، یک پیک کوچک در 2θ =16.0° منطبق با سطح (300) کریستال بتا ی PP را می توان در الگوها مشاهده نمود، که نشان می دهد که PP خالص حاوی یک مقدار کوچک فاز بتا می باشد.
همانطور که در منحنی b و C نشان داده شده است، شدت پیک منطبقه با سطح (300) (بازتاب فاز بتای PP) کمی تحت تاثیر قرار گرفته است.

 
 این امر حاکی از آن است که افزودن زئولیت 5A و DDS-5A اثر اندکی روی تشکیل فاز بتای PP دارد.
اما در منحنی d و e ، شدت پیک افتراق منطبقه با سطح  (040) بعد از افزودن زئولیت 13X و DDS-13X تحت تاثیر قرار گرفت. از مطالعه قبلی ما ، ما نیز ثابت کرده ایم که زئولیت 13X اثر بزرگی روی هسته سازی القایی و مورفولوژی کریستالین سیستم ماده هسته ساز/PP داشته است.