مطالعه تئوری و تجربی اثر نانو لوله کربنی چند جداره بر بهبود خواص کششی و چقرمگی رزین وینیل استر

رزین وینیل استر به علت خواص خوب مکانیکی و مقاومت شیمیایی بالا، در بسیاری از ساختار های کامپوزیتی و صنایع مختلف استفاده می شود. یکی از مهم ترین اهداف اضافه کردن تقویت کننده های نانومتری به زمینه های پلیمری افزایش مدول الاستیک و استحکام آن ها می باشد. نانو لوله کربنی به دلیل ساختار صلب و نسبت منظری می تواند به طور موثری در افزایش مدول الاستیک و سفتی زمینه پلیمری عمل کند. مهم ترین هدف کاربردی این پژوهش، دستیابی به توزیع مناسبی از نانو لوله های کربنی چند جداره دارای عامل کربوکسیل در رزین وینیل استر است به طوری که همزمان مدول الاستیک، استحکام کششی و میزان چقرمگی نانو کامپوزیت حاصل افزایش یابد. بر این اساس، نانوکامپوزیت هایی با شش درصد وزنی مختلف از نانوفیلر ساخته شد و نمونه های مربوطه تحت آزمون کشش قرار گرفت. بررسی نتایج نشان می دهد که افزودن نانو لوله کربنی در درصد های پایین، تاثیر مثبت بر خواص مکانیکی پلیمر وینیل استر دارد به طوری که در 25/0 درصد وزنی نانو لوله کربنی چند جداره بهترین خواص مکانیکی حاصل گردید. در این حالت چقرمگی ماده 52 درصد، استحکام کششی 23 درصد و مدول الاستیک 14 درصد افزایش یافت. به منظور تایید نتایج آزمایشگاهی و بررسی جامع نقش نانو لوله کربنی در رفتار رزین وینیل استر، به وسیله میکروسکوپ الکترونی از سطح شکست نمونه های کامپوزیتی عکس برداری شد و مهم ترین مکانیزم های شکست مورد بحث و بررسی قرار گرفت. همچنین جهت ارائه یک مدل تئوری مناسب برای پیش بینی مدول الاستیک نانو کامپوزیت، نتایج آزمایشگاهی با مدل های تئوری موجود مقایسه گردید و یک ضریب تصحیح جدید بر اساس تئوری هرسچ و نتایج آزمایشگاهی جهت کاربرد های صنعتی آینده ارائه شد.

کلیدواژه ها:

نانو کامپوزیت ، نانو لوله کربنی چند جداره ، مدول الاستیک ، استحکام کششی ، چقرمگی