تهیه و بررسی نانوکامپوزیت سه تایی اپوکسی/پلیمر گرمانرم/پرکننده معدنی برای چقرمه کردن اپوکسی

رزینهای اپوکسی یک دسته مهم از پلیمرهای گرماسخت هستند که بدلیل خواص مناسب الکتریکی، مکانیکی و مقاومت بالای شیمیایی بطور وسیعی در روکشهای محافظ سطح، کامپوزیتهای با کارآیی بالا، ریخته گری، ابزارسازی، چسب و کاربردهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند. در بحث خواص مکانیکی پائین بودن استحکام ضربه ای و مقاومت شکست و مقاومت کم در برابر گسترش پارگی بعنوان مهمترین نقص آنها تلقی می شود. هدف اصلی این کار معرفی یک روش جدید برای چقرمه کردن رزینهای اپوکسی با استفاده از ترکیبی از اصلاح کننده پلیمر گرمانرم (کوپلیمر آکریلونیتریل- بوتادین- استایرن، abs) ، نانوپرکننده معدنی لایه ای (رس) و ذره ای (nano-tio2) می باشد. در این کار ابتدا هیبریدهای دوتایی مختلف با وارد کردن هر کدام از اصلاح کننده در ماتریکس اپوکسی تهیه و خواص مکانیکی و مورفولوژیکی آنها بررسی شد. خواص مکانیکی بالاتری با استفاده از اصلاح کننده abs در مقایسه با سایر گرمانرمها بدست آمد. مورفولوژی جدیدی برای اپوکسی/abs بدست آمد بطویکه می توان آنرا بعنوان نانوبلند معرفی کرد. نانوکامپوزیت اپوکسی/رس با ساختار پوسته پوسته و نانوکامپوزیت اپوکسی/tio2 نیز تهیه و بررسی شد. در بخش دوم این کار نانوکامپوزیت سه تایی اپوکسی/abs/رس مورد مطالعه قرار گرفت. خواص کششی، ضربه ای و شکست بالاتری با وارد کردن همزمان اصلاح کننده گرمانرم و نانوپرکننده معدنی لایه ای رس در مقایسه با هیبریدهای دوتایی بدست آمد. پخش یکنواختی از نانو صفحات رس پوسته پوسته و نانوذرات abs در ماتریکس اپوکسی بعنوان مورفولوژی هیبرید سه تایی بدست آمد. در بخش سوم نانوکامپوزیت اپوکسی/abs/رس/tio2 با وارد کردن سه نوع اصلاح کننده به ماتریکس اپوکسی تهیه شد. طراحی آزمایش به دو روش تاگوچی و رویه پاسخ صورت گرفت. با استفاده از روش تاگوچی بهینه سازی در سطوح مورد نظر از لحاظ محتوای هرکدام از اصلاح کننده ها انجام شد تا بتوان هیبریدهای مختلف را با یکدیگر مقایسه کرد. نانوکامپوزیت بدست آمده خواص مکانیکی بالاتری در مقایسه با هیبریدهای دوتایی و نانوکامپوزیت اپوکسی/abs/رس نشان داد. آنالیز واریانس نشان داد که اصلاح کننده abs سهم عمده ای در چقرمه کردن اپوکسی دارد. بعلاوه اثر هم افزایی برای استحکام ضربه ای به ازای افزایش سه نوع اصلاح کننده مشاهده شد. با استفاده از روش رویه پاسخ بهینه سازی و مدلسازی ریاضی انجام گرفت. برای نانوکامپوزیت با ترکیب بهینه استحکام ضربه ای، شکست و کششی بترتیب به میزان 197%، 216% و 74% نسبت به رزین اپوکسی خالص بهبود نشان داد. پخش یکنواختی از نانوصفحات رس و نانوذرات tio2 و abs بعنوان مورفولوژی نانوکامپوزیت بدست آمد.