Penghasilan dan pencirian komposit hibrid termoplastik kitar semula berpengisi sekam padi/nanotiub karbon/tanah liat

Abstract

Kini masalah pelupusan plastik semakin membimbangkan dan pengitaran semula plastik pasca pengguna diperlukan untuk produk dan kegunaan baharu. Dalam kajian ini, kesan penambahan pengisi hibrid nanotiub karbon berbilang dinding (MWCNT) dan tanah liat organo (TLO) terhadap sifat komposit adunan HDPE/PET kitar semula tanpa dan dengan gentian sekam padi (SP) telah dikaji. Komposit tersebut difabrikasi melalui penyemperitan skru berkembar searah dan diikuti dengan proses tekanan panas dan sejuk. Pada peringkat pertama melibatkan kesan kandungan MWCNT dan TLO yang berbeza pada 0.5-6.0 phr terhadap sifat mekanik, elektrik, rintangan api dan air bagi nanokomposit adunan rHDPE/rPET telah dikaji. Hasil kajian mendapati nanokomposit MWCNT dan TLO menunjukkan kekuatan regangan optimum pada kandungan 4.0 phr MWCNT (14.5 MPa) dan 1.0 phr TLO (13.9 MPa) berbanding dengan sampel kawalan (10.9 MPa). Pada kandungan optimum pengisi nanozarah tunggal, analisis SEM menunjukkan fasa struktur yang seragam dengan interaksi yang lebih baik. Kekuatan hentaman didapati menurun dengan penambahan kandungan MWCNT dan TLO. Analisis TGA menunjukkan peningkatan kestabilan terma dan ujian DSC menunjukkan nilai Tm menurun apabila kandungan pengisi nanozarah ditambah. Peningkatan sifat kekonduksian elektrik berlaku pada kandungan 4.0-6.0 phr MWCNT. Nanokomposit dengan kandungan 4.0 phr MWCNT dan 1.0 TLO mengurangkan penyerapan air sebanyak 0.08-0.015% berbanding sampel kawalan. Ujian ketahanan api menurunkan kadar pembakaran sebanyak 11% dengan peningkatan kandungan MWCNT dan TLO. Pada peringkat kedua, kesan kandungan pengisi hibrid MWCNT-TLO dengan nisbah 1:0, 3:1, 1:1, 1:3 dan 0:1 pada kandungan 1 phr dan 4 phr terhadap komposit berpengisi 70 %bt SP telah dikaji. Penambahan pengisi hibrid MWCNT-TLO dengan nisbah 3:1 pada 1 phr memperbaiki ikatan antara muka bagi pengisi-matriks seperti dalam morfologi SEM selari dengan peningkatan sifat regangan (15.51 MPa) optimum. Sifat kekonduksian elektrik meningkat sebanyak 0.46%, kadar pembakaran berkurang sebanyak 9% dan penyerapan air meningkat sebanyak 1.78-2.35% apabila penambahan pengisi hibrid. Bagi ujian biodegradasi, sampel bionanokomposit pada nisbah 3:1 mempunyai kehilangan berat yang rendah dengan proses penguraian yang paling lambat. Kesimpulannya, penghibridan MWCNT-TLO optimum didapati pada kandungan 1 phr dengan nisbah 3:1.