تهیه کامپوزیت های اپوکسی/ الیاف شیشه/ پلیمر هادی و بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی آن

پلیمرهای هادی خاصیت الکتریکی و نوری نیمه هادی ها و فلزات، همراه با خواص مکانیکی و فرآیند پذیری پلیمرها را دارا می-باشند. اگر از یک زنجیر پلیمری دارای پیوندهای والانس یک الکترون برداشته شود یا به آن یک الکترون اضافه شود، در آن صورت با ایجاد یک آرایش مناسب شبیه به فلزات می توان خاصیت رسانایی الکتریکی در آن ایجاد نمود. ویژگی های منحصر به فرد این پلیمرها مانند هدایت الکتریکی، خواص الکتروشیمیایی، استحکام مکانیکی و امکان سنتز شیمیایی و الکتروشیمیایی، امکان استفاده از این پلیمرها در کاربردهایی نظیر باتری های قابل شارژ، سنسورهای شیمیایی و الکتروشیمیایی، مواد جاذب امواج الکترومغناطیسی، دستگاه های الکتروکرومیک، محافظت از خوردگی و غشای مبادله گر یون را فراهم نموده است. همان گونه که گفته شد یکی از کاربردهای پلیمرهای هادی، استفاده در مواد جاذب امواج الکترومغناطیسی است که با پیشرفت سریع سیستم-های الکترونیکی و ارتباط از راه دور و نیز استفاده روز افزون از امواج الکترومغناطیسی، مشکلاتی را در زندگی بشر به وجود آورده است. لذا استفاده از جاذب های امواج الکترومغناطیس به منظور حفاظت از سیستم های الکترونیکی نظیر سیستم های موبایل و دستگاه های حساس در برابر اغتشاشات امواج الکترومغناطیس سرگردان در محیط، استتار تجهیزات جنگی از دید رادار دشمن و همچنین حفاظت از خطرات احتمالی جذب این امواج در بدن امری اجتناب ناپذیر است. اغلب پژوهش ها در زمینه مواد جاذب امواج الکترومغناطیسی در امور نظامی و در محدوده فرکانسی رادار (ghz12-8) صورت می پذیرد. هدف اصلی از انجام این پروژه تحقیقاتی طراحی و تهیه روکش های جاذب امواج الکترومغناطیسی در محدوده فرکانسی رادار (ghz12-8) می باشد که در این راستا میزان اتلاف در برابر انعکاس امواج الکترومغناطیس(rl) در محدوده فرکانسی رادار (ghz12-8) کامپوزیت های اپوکسی/الیاف شیشه/پلیمر رسانا برای دو پلیمر ذاتا هادی پلی پیرول و پلی آنیلین اندازه گیری و مورد بحث قرار گرفته است. در ادامه تاثیر افزودن پلیمر رسانا در خاصیت اتلاف انعکاس کامپوزیت اپوکسی/الیاف شیشه/کربن بررسی گردید. لازم به ذکر است که برای افزودن پلیمر به کامپوزیت مذکور، از روش های مختلف پلیمریزاسیون بهره برده و تاثیر هر روش بر میزان تلفات انعکاسی امواج الکترومغناطیسی بررسی گردیده است. آنالیزهای ft-ir و xrd جهت اطمینان از تشکیل پلیمرها و کامپوزیت های سنتز شده در این پژوهش و نیز بررسی ساختار کریستالی پلیمرها انجام پذیرفت. همچنین تصاویر میکروسکوپ روبش الکترونی برای بررسی مورفولوژی و اندازه ذرات پلیمرها و کامپوزیت های سنتزی تهیه گردید. از میان دو پلیمر پلی پیرول و پلی آنیلین در کامپوزیت اپوکسی/الیاف شیشه/پلیمر رسانا، پلی پیرول عملکرد بهتری در جذب و اتلاف انعکاس امواج الکترومغناطیسی از خود نشان داد. در ادامه با افزودن پلی پیرول با شیوه های مختلف به کامپوزیت اپوکسی/الیاف شیشه/کربن، میزان اتلاف انعکاس امواج الکترومغناطیسی در نواحی مختلف بهبود بخشیده شد. در پایان نیز با افزودن هگزافریت باریم به کامپوزیت اپوکسی/الیاف شیشه/کربن/ پلی آنیلین، تلفات انعکاسی این کامپوزیت جدید به صورت اجمالی مورد بررسی قرار گرفت. روکش اپوکسی/الیاف شیشه/پلی آنیلین با ضخامت mm7/2 و با غلظت 10% وزنی از پلی آنیلین دارای انعکاس اتلافی برابر db5/8- در فرکانس ghz1/10 بود. روکش اپوکسی/الیاف شیشه/پلی پیرول در ضخامت mm7/2 و با غلظت 15% وزنی از پلی پیرول، انعکاس اتلافی برابر با db32- در فرکانس ghz10 از خود نشان داد. همچنین روکش اپوکسی/الیاف شیشه/کربن در ضخامت mm7/2 و با غلظت 15% وزنی از کربن، اتلاف انعکاسی در حدود db22- در فرکانس ghz5/10 داشت. روکش های اپوکسی/الیاف شیشه/ کربن که هریک به گونه ای متفاوت با پلی پیرول کامپوزیت شده بودند، تلفاتی در حدود db21-، db23- و db17- به ترتیب در فرکانس های ghz5/9، ghz3/8 و ghz3/10 از خود نشان دادند. خواص مکانیکی روکش های تهیه شده از قبیل مدول خمشی، استحکام ضربه، چسبندگی و همچنین خواص فیزیکی مانند رسانایی الکتریکی، مقاومت الکتریکی و ثابت دی الکتزیک نمونه ها اندازه گیری و بررسی گردید. نتایج حاصل از بررسی ها نشان داد که در جاذب های رزونانسی، افزایش بیش از حد مقدار پلیمر رسانا، موجب زیاد شدن تلفات امواج الکترومغناطیس نمی شود و حداکثر اتلاف امواج در یک مقدار وزنی بهینه از پرکننده رسانا اتفاق می ا فتد.