Abstract
The inclusion of CaCO3 and kaolin in polyvinyl chloride (PVC) polymer matrices greatly enhances the physical and mechanical properties of the composite. In this study, the effects of kaolin and surface treatment of CaCO3 and kaolin particles on the microstructure and mechanical properties of PVC composites filled with kaolin particles via melt blending method were studied by means of SEM, tensile, Charpy impact testing, and FTIR. Treated and untreated kao-lin particles were dispersed in matrices of PVC resin at different concentrations up to 30 wt percentage. The tensile strength, elastic modulus, strain to failure and morphology of the resulting composites were measured for various filler loadings. Uniform dispersion of the fillers into the matrix proved to be a critical factor. SEM images revealed that small sized particles were more agglomerated than micron-sized particles and the amount of agglomerates increased with increasing particle content. Silane treated Kaolin-CaCO3/PVC composites had superior tensile and impact strengths to untreated kaolin-CaCO3/PVC composites. The Young’s modulus of all composites increased with increasing particle content up to maximum at 10% filler loading followed by gradually decreasing as content increased
چکیده
استفاده از پرکننده هایی مانند CaCo3 و کائولن در ماتریس های پلیمر پلی وینیل کلراید عمدتا باعث بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی کامپوزیت می شود. در این مقاله ، تاثیرات کائولن و رفتار سطحی CaCo3 به همراه ذرات کائولن بر ریز ساختار و خصوصیات مکانیکی کامپوزیت های pvc پر شده با این فیلرها بررسی شده است. این بررسی از طریق مطالعه اختلاط مذاب بوسیله SEM ، تست ضربه چارپی و خواص کششی انجام شده است. ذرات کائولن در ماتریس رزین pvc با غلظت های متفاوت تا 30 درصد وزنی پخش شد. مقاومت کششی، ضریب کشسانی، درصد ازدیاد طول و مورفولوژی کامپوزیت های حاصل در مورد انواع پرکننده های متفاوت اندازه گیری شد. پراکندگی یکنواخت پرکننده ها در ماتریس، عمل مهمی فرض شده است. تصاویر SEMنشان می دهند که ذرات کوچک تر به نسبت ذرات با اندازه میکرون بسیار بهم چسپیده تر هستند و مقدار این بهم چسپیده گی با افزایش محتوای ذره یا درصد آن، افزایش می یابد. کامپوزیت های pvc / کائولن- CaCo3 پوشش داده شده با سیلان خواص کشسانی و مقاومت بالاتری نسبت به کامپوزیت های pvc / کائولن- CaCo3بدون سیلان دارند. لا افزایش مقدار پرکننده تا حداکثر 10% مدول یانگ تمام کامپوزیت ها افزایش یافت اما در مقادیر بالاتر از 10% این مدول به تدریج کاهش پیدا کرد.