دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 9 4 2023 02 20 Feasibility of using lead-acid battery separators as additives in polyethylene composites امکان سنجی استفاده از جداکننده های باتری سرب-اسید به عنوان افزودنی در کامپوزیت های پلی اتیلنی 2075 2082 704346 10.22068/jstc.2023.1972662.1810 FA علی قاسم خانی دانشجوی کارشناسی ارشد،مهندسی مواد،دانشگاه صنعتی شریف،تهران. محمدرضا شجاعی دانشجوی دکتری،پژوهشکده علوم و فناوری نانو، دانشگاهصنعتی شریف، تهران. غلامرضا پیرچراغی دانشیار، مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران. Journal Article 2022 11 28 Lead-acid batteries are a significant part of the global battery market; however, due to limited life of these batteries, we are faced with major environmental challenges associated with lead-acid battery waste. One of their main components is the separator. In addition to polyethylene and silica, the separator of these batteries also contains lead compounds. In this research, lead-acid battery separator and polyethylene were used as a matrix for preparing a composite that could improve polyethylene's mechanical properties due to the presence of silica. Samples of HDPE and LLDPE with 5% to 15% lead-acid battery separator were prepared and their mechanical and thermal properties were evaluated and compared. By analyzing the DSC results, the type of polyethylene in the battery separator, HDPE, was determined. By adding the battery separator to HDPE matrix, elastic modulus increased by about 22% and bending modulus by about 55%. For LLDPE elastic modulus increased by approximately 35%. The yield strength of the sample, with HDPE matrix containing 15% separator has increased from 25.1 MPa to 28 MPa, and for the sample, with LLDPE matrix containing 15% separator, yield strength increased from 11.9 MPa to 13.7 MPa. Hardness and modulus for 15% of the separator are at maximum value. Consequently, 15 wt.% separator is an optimal value to improve samples' mechanical properties. باتری‌های سرب-اسید بخش قابل‌توجهی از بازار جهانی باتری‌ها هستند که با توجه به عمر کوتاه آن‌ها، با چالش‌های زیست‌محیطی جدی مرتبط با ضایعات باتری های سرب-اسید مواجه هستیم. یکی از اجزای این باتری‌ها جداکننده‌های آن‌ها است، که علاوه بر پلی‌اتیلن، سیلیکا و مقادیری از ترکیبات سرب نیز دارند. در این پژوهش از جداکننده باتری سرب اسید و پلی‌اتیلن به عنوان زمینه برای تهیه کامپوزیتی استفاده شد که به دلیل حضور سیلیکا می‌تواند خواص مکانیکی پلی‌اتیلن را بهبود بخشد. نمونه‌هایی با زمینه پلی‌اتیلن پرچگالی و خطی کم‌چگالی به همراه 5 تا 15 درصد وزنی جداکننده‌ی باتری سرب-اسید تهیه شده و خواص مکانیکی و حرارتی آن‌ها مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت. با تجزیه و تحلیل نتایج آزمون گرماسنجی تفاضلی روبشی، نوع پلی‌اتیلن در جداکننده باتری پلی‌اتیلن پرچگالی تعیین شد. با افزودن جداکننده‌ی باتری به زمینه پلی‌اتیلن پرچگالی مدول کشسانی حدود %22 و مدول خمشی حدود %55 افزایش یافت. این بهبود برای مدول کشسانی پلی‌اتیلن خطی کم‌چگالی تقریباً %35 بود. برای نمونه با زمینه پلی‌اتیلن پرچگالی حاوی 15 درصد جداکننده استحکام تسلیم از 1.25 مگاپاسکال به 28 مگاپاسکال و برای نمونه با زمینه پلی‌اتیلن کم چگالی حاوی 15 درصد جداکننده استحکام تسلیم از 9.11 مگاپاسکال به 7.13 مگاپاسکال افزایش یافته است. سختی و مدول برای 15 درصد جداکننده در بیشینه مقدار را دارند. بنابراین 15 درصد جداکننده مقداری بهینه برای بهبود خواص مکانیکی نمونه‌ها است. https://jstc.iust.ac.ir/article_704346_8e95e71ecf6407bf0eb27d06c17227fa.pdf