بررسی رفتار مکانیکی کامپوزیت های الیافی خودترمیم شونده مبتنی بر شبکه میکروآوندی تحت بارگذاری عرضی

وقوع آسیب امری اجتناب ناپذیر در کامپوزیت های زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف می باشد. وجود سیستم های خود ترمیم شونده از طریق اجرای مستقل عمل ترمیم موجب افزایش طول عمر کاری قطعه و همچنین کاهش زمان عمل ترمیم آن ها می شود. در تحقیق حاضر، کامپوزیت های زمینه پلیمری خودترمیم-شونده اپوکسی- الیاف شیشه از نوع E مبتنی بر شبکه میکروآوندی طراحی و در ادامه ساخته شدند. ساخت نمونه ها با استفاده از روش لایه گذاری دستی و ساخت کانال های میکروآوندی از طریق روش حذف پیش شکل های جامد صورت گرفت. به علت عدم وجود پژوهش های لازم در استفاده از سیستم رزین و هاردنر انیدریدی که سیالیت بالاتری نسبت به رزین و هاردنر آمینی دارند و همچنین امتزاج پذیری قابل کنترل آن ها، در این تحقیق از مواد مذکور به عنوان عامل ترمیم کننده استفاده شد. هدف از پژوهش حاضر بررسی کسر حجمی مناسب و زمان مطلوب برای مشاهده پدیده ترمیم شوندگی است. بدین منظور شبکه میکروآوندی (شامل رزین اپوکسی و هارد نر انیدریدی با مقادیر حجمی ۲، ۳.۲ و ۳.۷ درصد) در کامپوزیت های الیافی تعبیه شدند. خواص خمشی نمونه ها با گذشت زمان های مختلف (صفر، ۴، ۸ و ۱۱ روز) پس از ایجاد آسیب اولیه به وسیله آزمون ضربه، مورد بررسی قرار گرفتند. پس از شکست و ایجاد عیب در ساختار، مواد ترمیمی موجود در میکروکانال ها به محل ترک جریان یافته و پس از ترکیب با کاتالیزور مذکور عملیات پلیمریزاسیون موضعی و ترمیم مجدد سازه شروع می شود. بیشترین مقدار بازیابی استحکام خمشی به میزان ۴۶ درصد برای نمونه حاوی ۳.۲ درصد حجمی ماده ترمیمی با گذشت ۸ روز پس از ایجاد آسیب مشاهده شد.

کلیدواژه ها:

Fibrous composites ، Self-healing ، Micro-vascular channels ، Flexural strength ، Healing efficiency ، کامپوزیت های الیافی ، خودترمیمی ، شبکه میکروآوندی ، استحکام خمشی ، بازده ترمیمی