تاثیر نانوذرات رس و نانولولۀ کربنی بر خواص کامپوزیت اپوکسی/الیاف شیشه

کامپوزیت اپوکسی/الیاف شیشه یکی از انواع کامپوزیت‌ها است که در سال‌های اخیر به‌دلیل خواص خوب و قیمت تمام‌شدۀ پایین مورد توجه قرار گرفته‌است. استحکام خمشی نسبتاً پایین و احتمال برش بین لایه‌ای بالا، از مواردی است که کاربرد کامپوزیت اپوکسی/ الیاف شیشه را محدود کرده‌است. تحقیقات زیادی برای شناسایی روش‌های بهبود خواص این کامپوزیت و در نتیجه افزایش دامنۀ کاربردهای آن، به‌ویژه از طریق ساخت کامپوزیت هیبرید با اضافه کردن ذرات تقویت‌کننده به زمینه انجام شده‌است. در این میان نانوذرات رس و نانولوله‌های کربنی به‌دلیل عملکرد مناسب در زمینۀ اپوکسی به‌عنوان تقویت‌کننده، مورد توجه قرار گرفته‌اند. افزودن این ذرات هرچند سبب بهبود خواص کامپوزیت شده اما عموماً روش‌های تولید پیشنهادی، سبب افزایش هزینۀ تولید این کامپوزیت شده و این تحقیقات، عملاً نتیجه‌ای درخور برای صنعت به‌همراه نداشته‌اند. در این تحقیق نانورس و نانولولۀ کربنی به‌وسیلۀ روش اختلاط مکانیکی با هم‌زن مکانیکی ساده با سرعت rpm 400-300 به زمینۀ اپوکسی اضافه شده و تغییرات استحکام خمشی و برشی بین لایه‌ای کامپوزیت‌های هیبرید و کامپوزیت اپوکسی/ الیاف شیشه، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد، افزایش نانوذرات رس به زمینۀ کامپوزیت سبب افزایش استحکام خمشی می‌شود و بیشترین میزان افزایش استحکام خمشی حدود 25% و مربوط به نمونۀ حاوی 0.5% نانورس نسبت‌به نمونۀ بدون نانو‌ذرات رس است. استحکام برشی بین لایه‌ای نیز با افزودن 2% نانورس به‌میزان 5% افزایش یافته‌است. با این وجود افزودن نانولولۀ کربنی در این روش تولید، تاثیری معکوس بر خواص داشت.

Effect of nano clay and carbon nano-tube on the glass fiber- epoxy hybrid composites

In recent years Epoxy/fiberglass composite due to its good properties and low cost of has attracted much attention. Relatively low flexural and interlaminar shear strength are the two most important weaknesses of this composite, which limit its uses. One way for improving these properties is by increasing particles to the matrix, in other words, producing hybrid composites. Carbon nanotube and nanoparticles of clay, based on their good function in the epoxy matrix as reinforcements have attracted much attention for such purpose. Although, adding these kinds of particles will improve the properties of epoxy/fiberglass composite, but generally will increase its production cost, which is why these researches have had no practical uses for the industry yet. In this study, nanoparticles of clay and carbon nanotube were added to the epoxy matrix by a regular mechanical mixer with a speed of 300400 rpm, and the flexural strength and the interlaminar shear strength were investigated and compared with the epoxy/fiberglass composite. The results show that increasing the nono clay particles to the matrix increase the flexural strength of the composite. The sample with 0.5 wt. % of nono clay shows the greatest increase in flexural strength, which is about 25 % more than the sample without nanoparticles. The interlaminar shear strength is also increased by about 5%, by adding 2 wt.% of nanoparticles of clay. The addition of carbon nanotubes in this method has a bad effect on properties.