بررسی ارتباط میکرودینامیک و فرسایش در آلیاژهای فعال پلی استایرن: پلی استر غیر اشباع و پلی استایرن مقاوم

علیرغم تحقیقات گسترده در مورد مبانی فرسایش (wear) پلیمرها، هنوز چگونگی تأثیر تنش و نحوه اعمال آن بر حرکات بخشی (segmental) در این مورد و ارتباط آن با عملکرد نهائی بطور شفاف معلوم نشده است. بنابر این، هدف اصلی پژوهش حاضر بر تنویر ارتباط دینامیک بخشی و فرسایش در گونه ای خاص از مواد پلیمری بنا شده است. این مواد از طریق پلیمریزاسیون محلول مونسومر استایرن حاوی دو پلیمر غیر اشباع(پلی استر غیر اشباع و پلی بوتادی ان) جهت تولید زمینه (matrix) پلی استایرن حاوی ذرات جاذب انرژی متفاوت صورت گرفته است رهیافت (approach) اصلی پژوهش، فرض مشابهت دینامیک پلیمرها در اثر اعمال تنش در ناحیه شیشه ای دینامیک ناحیه انتقال شیشه ای در غیاب تنش است. بنابر این دینامیک سامانه (systems) در ناحیه انتقال شیشه ای بوسیله طیف سنجی دینامیکی-مکانیکی (dma) و گرماسنجی رویشی تفاضلی (dsc) صورت پذیرفت. در مورد رزین پلی استر غیر اشباع، فزایش درصد استایرن موجب تغییر شدت و پهنای طیف آسودگی و نتیجتاً افزایش شاخص شکنندگی (fragility) بعنوان معیار تابعیت دمایی زمان آسودگی گردید. علیرغم دارا بودن زمینه یکسان، تفاوت رفتارآسودگی بخشی پلی استایرن مقاوم و پلی استر غیر اشباع به تفاوت ساختار و مورفولوژی فاز پراکنده و نقش موانع فضایی در دینامیک بخشی آن ها نسبت داده شد. بعلاوه، بین شکنندگی و نرخ فرسایش سامانه های پلی استر غیر اشباع و پلی استایرن مقاوم برحسب افزایش درصد استایرن روند متضاد ملاحظه گردید. بنابر این، تحلیل بیشتر بدلیل عدم امکان تغییرات هدفمند در ساختار این نمونه های تجاری مورد تردید قرار گرفت. در نتیجه تحقق اهداف پژوهش با سنتز هدفمند و متنوع شبکه های پلی (متیل متاکریلات) باتوپولوژی شبکه متفاوت و شبکه های کوپلیمر پلی(متیل متاکریلات) -co- پلی (بوتیل اکریلات) با ترکیب درصدها مختلف پیگیری شد. مقایسه ارتباط شکنندگی (معیاری از توانایی ماده در حفظ ساختار خود در اثر افزایش دما) و نرخ فرسایش (معیاری از مقاومت ماده به حفظ ساختار در اثر اعمال تنش) بر حسب متغیرهای مواد لزوم جایگزینی شکنندگی با مشخصه ای بنیادی تر همچون ترکیبی در بردارنده سه دمای مشخصه انتقال شیشه ای ، t، دمای وگل،=t، و درجه حرارت تلاقی، t، را بعنوان محرک تغییر ساختار اثبات نمود. بعلاوه، مشخصه بی بعد که معرف هماهنگی دینامیکی با اندازه ناحیه بازآرایی هماهنگ در ناحیه انتقال شیشه ای است، نیز معرفی گردید. در نهایت، نرخ فرسایش کلیه سامانه های مطالعه شده بر اساس نسبت فاصله نسبی دمای اندازه گیری از دماهای مشخصه (محرک تغییر ساختار) به مقیاس حرکتی ماده (معرف سهولت دینامیک) از رفتار جامعی برخوردار است. این دستاورد مهم و کلیدی از طریق معادل بودن حرکت گرمائی و مکانیکی به کاربردهای مختلف مواد قابل تعمیم است.