بررسی تأثیر هندسه ی نانو پرکننده های کربنی بر خواص مکانیکی و الکتریکی نانو کامپوزیت های زمینه پلیمری

این پژوهش به بررسی خواص مکانیکی و الکتریکی نانو کامپوزیت های زمینه اپوکسی پر شده با نانو ساختار های تک بعدی شامل نانو رشته و نانو لوله ی کربن و همچنین نانو کامپوزیت های پرشده با نانو ساختار های دو بعدی، شامل نانو ورقه ی گرافیت و نانو صفحه ی گرافن، تهیه شده به روش درجا پرداخته است. خواص مکانیکی شامل استحکام و مدول کششی و کرنش شکست در آزمایش کشش و همچنین استحکام و مدول خمشی است. به دلیل یکسان بودن شرایط، روش، زمینه و متغیر فرض نمودن زمان انرژی توزیع بسته به درصد وزنی، امکان مقایسه بین خواص بوجود آمده است. حداکثر افزایش در استحکام کششی نانو کامپوزیت های نانو رشته 25% و با افزودن 25/0 درصد وزنی نانو رشته بود. همچنین نانو کامپوزیت های نانو لوله با افزودن 1/0 درصد وزنی نانو لوله 19% افزایش داشتند. در حالی که نانو کامپوزیت های نانو صفحه ی گرافن و نانو ورقه ی گرافیت به ترتیب با افزودن 25/0 و 1/0 درصد وزنی از این پرکننده ها 23 و 14% افزایش داشتند. آستانه ی تراوش الکتریکی نانو کامپوزیت های نانو رشته و نانو لوله ی کربن به ترتیب 5/0 و 25/0 درصد وزنی و آستانه ی تراوش الکتریکی نانو کامپوزیت های نانو صفحه ی گرافن و نانو ورقه ی گرافیت 1 درصد وزنی بود. با توجه به این نتایج می توان گفت نانو کامپوزیت های نانو ساختار های دوبعدیِ نانو صفحه ی گرافن و نانو ورقه ی گرافیت نسبت به نانو کامپوزیت های نانو ساختار های تک بعدیِ نانو لوله و نانو رشته ی کربن برتری مشخصی ندارند. بررسی مقاطع سطح شکست نمونه ها و همچنین نحوه ی توزیع پرکننده ها درون زمینه با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شده است.