Nanokompositi na osnovi izotaktičnega polipropilena, silike in polipropilena graftiranega z maleinanhidridom

Razvoj polimernih nanokompozitov predstavlja pomemben inovacijski potencial pri načrtovanju polimernih materialov z izboljšanimi lastnostmi. Kljub izjemnim prednostim polipropilena (PP), predvsem izotaktičnega PP (iPP), je v razvoju novih polimernih materialov še vedno velika pozornost namenjena njegovim modifikacijam z različnimi polnili. V zadnejm obdobju so se raziskave iPP mikrokompozitov razširile še na študij iPP nanokompozitov, ki so odličen substitut za osnovne polimerne materiale in polimerne mikrokompozite. Preučevali smo binarne - iPP/silika in ternarne - iPP/silika/PP-g-MA nanokompozite. Vzorce smo pripravili v talini v Brabenderjevem sistemu in s stiskanjem v plošče na laboratorijski stiskalnici. V ta namen smo uporabili komercialno dosegljiva tipa nanosilike, ki se med seboj razlikujeta po površinski obdelavi in specifični površini. Vzorce smo karakterizirali s preučevanjem predelovalnih lastnosti s torzijsko reometrijo, preučevanjem mehanskih lastnosti z merjenjem nateznih lastnosti in zarezne udarne žilavosti ter trdote po Shoru D, morfologijo pa smo opredelili z vrstično elektronsko mikroskopijo. Rezultati raziskav so pokazali, da s površinsko obdelavo silike dosežemo večjo hidrofobnost površine polnila in s tem boljšo kompatibilnost z nepolarnim iPP. Z dodajanjem kompatibilizatorja PP-g-MA smo dosegli izboljšanje predelovalnih lastnosti. Nanodelci silike niso individualno dispergirani v polimerni matriki, temveč bolj ali manj kot aglomerati. Stopnja aglomeracije je odvisna od količine dodane nanosilike, kot tudi od njenega hidrofilnega ali hidrofobnega značaja. Najustreznejši profil mehanskih lastnosti binarnih iPP/silika nanokompozitov je bil ugotovljen pri uporabljenih 2 vol. % polnila. Pri ternarnih iPP/silika/PP-g-MA nanokompozitih smo ugotovili, da je za doseganje ustreznega profila mehanskih lastnosti potrebno v primeru dodatka hidrofilnega polnila uporabiti več PP-g-MA. Pri hkratnem dodajanju silike in kompatibilizatorja je glede togosti ugotovljen sinergijski učinek (večje vrednosti Youngovega modula kot pri ustreznih binarnih kompozitih), medtem ko se žilavost lažje uravnava in dosega višje vrednosti pri uporabi obdelanega polnila