Investigation of mechanical properties of montmorillonite nanoclay added low density polyethylene/polystyrene/styrene butadiene styrene polymer composite

Abstract

In this study; a polymer composite was produced by adding different proportions of polystyrene (PS), styrene ethylene butadiene styrenethermoplastic block copolymer (SBS) and montmorillonite nanoclay into low density polyethylene (LDPE). Six different polymercomposites were produced by mixing all materials in a twin screw extruder. Later, standard test samples were molded from the obtainedpolymer composites by injection molding method. To learn about the various mechanical properties of polymer composite materialsobtained; tensile, three point bending, hardness, impact tests were conducted to obtain information about the various mechanical propertiesof the composite. In addition, in order to see the distribution of nanoclay powders in the matrix, photographs of the broken surfaces obtainedfrom the impact tests were taken with scanning electron microscopy (SEM). According to the results of the tests, with the increase ofnanoclay powder ratio in the matrix; elasticity modulus, tensile strength, flexural modulus, maximum bending strength and hardness valueswere increased but % elongation, impact strength and bending elongation values were found to decrease.Bu çalışmada; düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) içerisine farklı oranlarda polistiren (PS), stiren etilen bütadien stiren termoplastik blok kopolimeri (SBS) ve montmorillonite nanokil katarak bir polimer kompoziti üretilmiştir. Tüm malzemeler çift vidalı ekstrüzyon makinesinde karıştırılarak altı farklı polimer kompoziti elde edilmiştir. Daha sonra elde edilen bu polimer kompozitlerinden enjeksiyon kalıplama yöntemi ile kalıplama yaparak standart test numuneleri basılmıştır. Kompozitin çeşitli mekanik özellikleri hakkında bilgi edinmek için çekme testi, üç nokta eğme testi, sertlik testi ve darbe testleri yapılmıştır. Ayrıca nanokil tozlarının matris içerisinde dağılımlarını görmek için darbe testleri sonucundan elde edilen kırık yüzeylerden taramalı elektron mikroskobisi (SEM) ile fotoğrafları çekilmiştir. Yapılan testlerin sonuçlarına göre, matris içerisinde nanokil toz oranının artmasıyla; elastiklik modülü, çekme mukavemeti, kopma mukavemeti, eğilme modülü, maksimum eğilme mukavemeti ve sertlik değerlerinin arttığı buna karşılık kopma uzaması, darbe mukavemeti ve eğilme uzaması değerlerinin düştüğü tespit edilmiştir.