الملخص
إن إضافة المواد المالئة غير العضوية إلى البوليمرات أثناء مراحل تصنيعها هو إجراء شائع ومتبع لما له من أثر في تخفيض تكلفة الانتاج وتحسين بعض خواص البوليمرات لهذا تم خلط مسحوق أكسيد الألومنيوم (الألومينا( بحجم حبيبى أقل من 83 ميكرومتر وبنسب وزنية تتراوح بين 0 % إلى 12 % مع بولى ايثيلين عالى الكثافة.بعد ذلك أجريت عملية كبس لهذه الخلطات المركبة من الألومينا والبولي ايثيلين عند درجة حرارة 170 درجة مئوية ولزمن قدره 3 دقائق لغرض الحصول على صفائح من مادة مركبة.تضمن هذا البحث تعريض صفائح المادة المركبة المنتجة لاختبار شد و تحليل ميكانيكى ديناميكى (Dynamic Mechanical Analysis) في مدى من درجات الحرارة تتراوح بين - 150 إلى + 150 درجة مئوية.
أظهرت النتائج المتحصل عليها انخفاض فى مقاومة الشد القصوى مع زيادة محتوى الألومينا في المادة المركبة. بينما نتائج التحليل DMA بيّنت زيادة في معامل المرونة عند درجة حرارة الغرفة عند اضافة الألومينا بنسبة وزنية قدرها 3 %. ولكن لوحظ انخفاض فى قيمة معامل المرونة لجميع العينات مع ارتفاع درجة الحرارة. كما تم استخدام التحليل DMA لقياس درجة حرارة التحول الزجاجى (Tg) حيث وجد أنها تقل مع زيادة محتوى الألومينا وهذا يدل على أن الالومينا أصبحت تعمل كمادة ملدنة(plastizer) حيث إن إضافتها أدت إلى انخفاضTg من خلال تأثيرها على الحجم الحر (free volume) وكذلك قوة الترابط بين جزيئات البوليمر. زيادة الحجم الحر وإضعاف قوة الترابط تؤدى الى انخفاض (Tg).
ABSTRACT
Addition of inorganic fillers to polymeric materials during processing is a common practice as it typically reduces the cost and improves certain properties of the material. Hence, alumina powder of particle size less than 38 μm was blended with high density polyethylene (HDPE) and then hot pressed at 170 ºC for 3 minutes to produce composite sheets. The weight percentage of alumina in the composite was varied from 0 to 12 %. The composite sheets were subjected to tensile testing and dynamic mechanical analysis in a temperature range of – 150 º up to +150 ºC.
The results showed that the maximum tensile strength decreased with an increase in the alumina content. The dynamic mechanical analysis (DMA) results showed the elastic storage modulus increasing slightly at room temperature with the inclusion of 3 % alumina, however, the modulus value decreased with increasing temperature for all the composite sheets. The glass transition temperature, Tg, was measured using (DMA) for pure polyethylene and the prepared composite sheets. Tg was found to decrease with increasing alumina content which means that the alumina can be considered as a plastizer (Tg reducing agent). This reduction in Tg can be due to free volume increase and lowering of the interaction between the polymer molecules.
