کاربرد روش تاگوچی برای بهینه سازی خواص مکانیکی نانو کامپوزیت پلی وینیل کلراید- مونت موریلونیت

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

مقاله 15، دوره 9، شماره 3، آذر 1394، صفحه 179-190   

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

مریم فربودی^* ؛ مسعود قاسمی

دانشگاه آزاد تبریز

چکیده

نانوساختار مونت­موریلونیت به عنوان عامل تقویت‌کننده جهت بهبود خواص مکانیکی پلی­وینیل­کلراید، انتخاب گردید. نانو کامپوزیت پلی­وینیل­کلراید-مونت موریلونیت از طریق اختلاط مونت موریلونیت با محلول پلی­وینیل­کلراید تهیه گردید. روش طراحی آزمایش تاگوچی جهت تعیین شرایط بهینه تهیه نانوکامپوزیت بکار گرفته شد. اثر 5 فاکتور شامل درصد مونت­موریلونیت، نوع حلال، روش اضافه کردن مونت­موریلونیت، دمای خشک شدن فیلم و مدت زمان همزدن در سطوح مختلف بررسی گردید. حالت بهینه با به کارگیری روش آنالیز استاندارد تعیین گردید. نتایج مشخص کرد که سه فاکتور درصد مونت­موریلونیت، نوع حلال و دمای خشک شدن در سطح اطمینان 95% معنی دار هستند. طیف‌سنجی FTIR و SEM برای مشخص کردن ترکیب و ساختار نانوکامپوزیت حالت بهینه مورد استفاده قرار گرفت. در آزمون دیگر، آنالیز گرماوزن سنجی (TGA) بهبود پایداری حرارتی نانوکامپوزیت را نشان داد.

کلیدواژه‌ها

پلی وینیل کلراید؛ مونت موریلونیت؛ نانو کامپوزیت؛ تاگوچی؛ آنالیز استاندارد

مراجع

[1]       م. ابراهیمی و ر. خاکباز، "مبانی علوم وتکنولوژی پلی وینیل کلرید(پی وی سی)"، انتشارات دانشگاه صنعتی امیر کبیر، ایران، 1389.

 

[2]     Sarfraz, M.Warsi, M.Sarwar& M.Ishaq, “Improvement in tensile properties of PVC-montmorillonite nanocomposites through controlled uniaxial stretching”, Bulletin of Materials Science, Vol. 35, pp. 539-544, 2012.

 

[3]     Kalendova& et al, “Morphological study of PVC / montmorillonite nanocomposite”, nanokon, Olomouc, Czech Republic, 2010. 

 

[4]     F.Gong, M.Feng, C.Zhao, S.Zhang&  M.Yang, “Thermal properties of poly(vinyl chloride)/montmorillonite Nanocomposites”, Polymer Degradation and Stability, Vol. 84, pp. 289-294, 2004.

 

[5]     F.Gong, M.Feng, C.Zhao, S.Zhang& M.Yang, “Particle configuration and mechanical properties of poly (vinylchloride) / montmorillonite nanocomposites via insitu suspension polymerization”, PolymerTesting, Vol. 23, pp. 847–853, 2004.

 

[6]     D. I. J Sudarisman, “The effect of processing parameters on the flexural properties of unidirectional carbon fibre reinforced polymer (CFRP) composites”, Materials Science and Engineering A, Vol. 498, pp. 65–68, 2008.

 

[7]     Y.Wan, C.Xiong, J.Yu& D.Wen, “Effect of  processing parameters  on  electrical  resistivity  and thermo-sensitive properties of carbon-black/styrene–butadiene–rubber composite membranes”, Composites Science and Technology, Vol. 65, pp. 1769–1779, 2005.

 

[8]     F. D. P. Cota, T. H. Panzera, M. A. Schiavon, A. L. Christoforo, P. H. R. Borges, C. Bowen&  F. Scarpa, “Full factorial design analysis of carbon nanotube polymer-cement composites”, Materials Research, Vol. 15, pp. 573-580, 2012.

 

[9]     F. P. C. Oliveira, S. R. Cremm, G. H. S. Cruz&  J. M. Guilhermino, “Photostabilization of polystyrene/montmorillonite nanocomposite. A factorial experimental design 2⁴”, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 128, pp. 188–198, 2013.

 

[10] S. T. Olalekan, M. F. Alkathib, F. Yusof, Q. H. Shah&  S. A. Muyibi, “Effect of Processing Conditions in the Preparation of PP-Ternary Nanocomposite Using MWCNT as Secondary Filler”, Journal of Materials Science and Engineering, Vol. 5, pp. 139-144, 2011.

 

[11] S. S. Mahapatra&  A.Patnaik, “Study on mechanical and erosion wear behavior of hybrid composites using Taguchi experimental design Original Research Article”, Materials & Design, Vol. 30, pp. 2791-2801, 2009.

 

[12] T.Canel, A. U.Kaya& B. Çelik, “Parameter optimization of nanosecond laser for microdrilling on PVC by Taguchi method Original Research Article” Optics & Laser Technology, Vol. 44, pp. 2347-2353, 2012.

 

[13] E.Hakimian&  A. B. Sulong, “Analysis of warpage and shrinkage properties of injection-molded micro gears polymer composites using numerical simulations assisted by the Taguchi method”, Materials & Design, Vol. 42, pp. 62-71, 2012.

[14] R. Khoie, I. Maters&  D. T. Gethin, “Design optimization of aluminium recycling processes using Taguchi technique”, J Mater Process Technol, Vol. 127, pp. 96-106, 2002.

 

[15] ASTM D 638-99: Standard Test Method for Tensile Strength of Plastics, Annual Book of ASTM Standards, ASTM International,West Conshohocken, PA, 1999.

 

[16] A. Hasan, A. A. Hasan&  D. A. Umran, “AC electrical conductivity analysis of (PVC-PS) blend films”, International Journal of Application or Innovation in Engineering & Management (IJAIEM),Vol. 2, pp. 86-95, 2013.

 

[17] S. U. Adikary & D. D.Wanasinghe, ”Characterization of Locally available Montmorillonite clay using FTIR technique”, Annual Transactions of Institution of Engineers Sri Lanka, Vol. 1 – part B, pp 140-145,2012.

 

[18] K. W. Park  &J. H. Jung, “Preparation of Transparent PVC-Titanosilicate Nanocomposites by Interlamellar Silylation of Layered Titanosilicate”, J Inorg Organomet Polym, Vol. 22, pp.119–124, 2012.