ساخت و بررسی مشخصات کامپوزیت cnt/ils

در این پژوهش خواص کامپوزیت‎ رزین اپوکسی و نانولوله‎های کربنی خام (کامپوزیت cnt) و نانولوله‎های اصلاح شده با مایعات یونی (کامپوزیت cnt/ils) مورد مقایسه قرار گرفته‎اند. برای انجام آزمایشات ابتدا نانولوله‎های کربنی و مایع یونی به صورت یک ترکیب باکی‎ژل در آمده و سپس با رزین اپوکسی مخلوط ‎شد. نتایج حاصل از آزمون‎های رسانایی الکتریکی، ضریب دی‎الکتریک و استحکام کششی کامپوزیت‎های cnt حاکی از آن است که نانولوله‎های کربنی تا کسر جرمی 1% به خوبی در کامپوزیت پراکنده شده و پس از آن شروع به کلوخه شدن می کنند. همچنین بر اساس این آزمایشات می توان گفت که خواص الکتریکی، مکانیکی و دی الکتریک کامپوزیت‎های cnt بر حسب درصد مایع یونی به سه ناحیه تقسیم بندی می شوند. به عبارت دیگر افزایش کسر جرمی مایع یونی تا 10 برابر مقدار نانولوله کربنی، موجب کاهش رسانایی الکتریکی و ضریب دی‎الکتریک و همچنین افزایش استحکام کششی کامپوزیت‎ می‎شود. با توجه به تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گرفته شده این بهبود را می توان به بهبود پراکندگی نانولوله‎های کربنی و افزایش فاصله بین آن‎ها در حضور مایع یونی نسبت داد. مقادیر بیشتر مایع یونی تا 50 برابر نانولوله کربنی، رسانایی الکتریکی و ضریب دی‎الکتریک کامپوزیت را افزایش داده و استحکام کششی آن را کاهش می‎دهد. افزایش رسانایی الکتریکی و ضریب دی‎الکتریک، به تشکیل قطرات مایع یونی در کامپوزیت و درنتیجه نزدیک شدن نانولوله‎ها به یکدیگر نسبت داده شده است. در مقابل کاهش استحکام کششی نیز می‎تواند به دلیل ایجاد حفره‎های میکرونی نسبت داد که وجود آنها به کمک تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی در کامپوزیت مشهود بود. همچنین باید در نظر داشت که در این حالت به دلیل حضور قطرات مایع یونی، پخت کامل کامپوزیت مقدور نمی باشد. علاوه بر این، نتایج بدست آمده از آزمون وزن‎سنجی‎گرمایی نشان دهنده کاهش پایداری حرارتی کامپوزیت می باشد. در حالتی که مایع یونی بیشتر از 50 برابر نانولوله کربنی باشد، رسانایی الکتریکی و ضریب دی‎الکتریک مجددا کاهش می‎یابند. این روند نزولی می تواند به دلیل حل شدن نانولوله‎ها در مایع یونی با بزرگ شدن قطرات آن و در نتیجه افزایش فاصله بین نانولوله‎ها باشد. مطالعه دیگر انجام شده مربوط به تاثیر چهار نوع مایع یونی گلیسلین، اتالین، رلین و اگزالین می‎باشدکه بر اساس آن مایع یونی گلیسلین علی‎رغم رسانایی الکتریکی کمتر نسبت به اتالین، بیشترین بهبود را در رسانایی الکتریکی و ضریب دی‎الکتریک کامپوزیت‎های cnt/ils ایجاد کرده است. با توجه به تصاویر میکروسکوپ نوری این نتیجه به پراکندگی خوب قطرات گلیسلین در کامپوزیت نسبت داده شده است. در حالی که اتالین در کسر‎های جرمی پایین‎تری نسبت به گلیسلین تشکیل فاز پیوسته داده و نانولوله‎ها را در خود حل می‎کند.