بهبود در چسبندگی فصل مشترک کامپوزیت های اپوکسی/الیاف uhmwpe به روش اصلاح شیمیایی سطح

در این پژوهش بهبود چسبندگی فصل مشترک کامپوزیت های اپوکسی/الیاف پلی اتیلن (uhmwpe) توسط پیوندزنی مونومرگلیسیدیل متاکریلات(gma) بر سطح الیاف تقویت کننده مورد بررسی قرار گرفته است. در انجام فرآیند پیوندزنی، از روش طراحی آزمایش برای تعیین برنامه آزمایش ها استفاده شده و دو عامل غلظت مونومر و زمان واکنش به عنوان متغیرهای مورد بررسی انتخاب شدند. پس از انجام فرآیند پیوندزنی در شرایط مختلف غلظت و زمان، نتایج بدست آمده از میزان درصد پیوندزنی gma بر سطح الیاف توسط نرم افزار مینی تب (minitab) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. سپس، آزمون atr-ir نیز به منظور شناسایی پیوند gma بر زنجیر پلی اتیلن و تایید پیوندزنی انجام شده است. پس از آن، به منظور اندازگیری تغییرات چسبندگی فصل مشترک در اثر اصلاح سطح ایجاد شده، آزمون بیرون کشیدن لیف از قطره (pull-out) بر روی نمونه های الیاف اصلاح شده و اصلاح نشده (شاهد) انجام گرفته است. همچنین به منظور بررسی اثر فرآیند اصلاح سطح انجام شده بر خواص مکانیکی کامپوزیت ها، نمونه های کامپوزیتی اپوکسی/الیاف uhmwpe با آرایش یافتگی تک جهته الیاف تهیه شده و آزمون های کشش و خمش بر روی آن ها انجام شد. در پایان سطوح شکست کششی نمونه های کامپوزیتی توسط میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که در فرآیند پیوندزنی، عوامل غلظت مونومر و زمان واکنش هردو اثر گذارند و با افزایش آن ها درصد پیوندزنی مونومر بر سطح الیاف افزایش می یابد. اما، اثر غلظت مونومر بر درصد پیوندزنی به وضوح بیشتر از اثر زمان واکنش است. ضمنا رابطه کمی درصد پیوندزنی با عوامل غلظت مونومر و زمان واکنش با استفاده از نرم افزار بدست آمد. در آزمون بیرون کشیدن لیف از قطره، استحکام برشی فصل مشترک (ifss) اپوکسی و الیاف پلی اتیلن در اثر فرآیند اصلاح سطح افزایش یافته است. به این ترتیب که استحکام برشی فصل مشترک اپوکسی و الیاف 11%، 25% و 40% پیوند خورده با گلیسیدیل متاکریلات، به ترتیب 126%، 195% و 220% برابر اپوکسی/الیاف شاهد است. نتایج آزمون های مکانیکی نیز نشان داد که در نمونه های ساخته شده با الیاف 11%، استحکام کششی و کار انجام شده تا شکست به ترتیب 10% و 36% نسبت به نمونه های با الیاف شاهد افزایش یافته است. در آزمون خمش نیز، استحکام و مدول خمشی نمونه های کامپوزیتی تغییر چندانی نسبت به نمونه های با الیاف شاهد نداشته است. ضمنا، مشاهده ماکروسکوپی و میکروسکوپی سطوح شکست نمونه های آزمون کشش و خمش نشان می دهد که رفتار شکست کامپوزیت ها با افزایش بیش از حد درصد پیوندزنی به سمت شکست ترد متمایل می گردد.