اثر هیبرید نمودن الیاف تقویت کننده بر خواص کششی کامپوزیت های زمینه اپوکسی

الیاف پلی­اکریلونیتریل اکسید شده از پایدارسازی حرارتی الیاف پلی­اکریلونیتریل به دست می­آید و به عنوان ماده ی اولیه برای تولید الیاف کربن استفاده می­شود. در این تحقیق اثر افزودن این الیاف بر خواص مکانیکی کامپوزیت­های زمینه پلیمری تقویت شده با پارچه های سه نوع الیاف پیشرفته بررسی شد. بدین منظور 13 نوع کامپوزیت زمینه اپوکسی تقویت شده با یکی از انواع پارچه الیاف کربن، کولار و شیشه به همراه الیاف پلی­اکریلونیتریل اکسید شده به روش لایه گذاری دستی به صورت چهار لایه با چیدمان­های متفاوت ساخته شدند. برای ساخت کامپوزیت­ها از رزین اپوکسی بیسفنولf و هاردنر پلی­آمینی استفاده شده و نسبت رزین به الیاف 60 به 40 درصد وزنی انتخاب شد. سپس خواص کششی و سطح مقطع شکست کامپوزیت­ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت الیاف پلی­اکریلونیتریل اکسید شده به پارچه کربن، کولار و شیشه، استحکام کششی و مدول الاستیک کاهش یافته اما در نسبت های بالای 50%  وزنی میزان کرنش شکست افزایش می­یابد. بررسی سطح مقطع شکست نشان داد که کامپوزیت­های ساخته شده با یکی از پارچه های الیاف کربن، کولار و شیشه به همراه الیاف پلی­اکریلونیتریل اکسید شده، به ترتیب دارای نوع شکست عرضی، انفجاری و لایه لایه شدن لبه­ای می­باشند و با افزایش نسبت الیاف پلی­اکریلونیتریل اکسید شده به پارچه های کربن، کولار و شیشه، نوع شکست عرضی می­شود

Hybridization effect of fibers reinforcement on tensile properties of epoxy composites

Oxidized Polyacrylonitrile fibers (OPF) are made by thermal stabilization of polyacrylonitrile (PAN) fibers and are used as precursors materials for production of carbon fibers. In this paper, effect of adding these fibers on tensile properties of polymer matrix composites was studied. So thirteen kind weights of epoxy matrix composite reinforced with one of the carbon, Kevlar and glass fabrics including OPF by hand lay up method as four layers with different layering were made. For making of composites epoxy Bisphenol F resin and polyamine hardener were used and the resin to fiber fraction was selected as 60 percent. Then tensile properties and failure cross section of them were studied. Results showed that by increasing OPF to carbon, Kevlar and glass fabric ratio the tensile and modulus strength decreased but in more than 50 weight percent ratios failure strain increased. Study of the fail cross section showed that composites made with one of the carbon, Kevlar, glass fabrics including OPF have lateral, explosive and edge delamination failure modes respectively and with increasing the OPF to carbon, Kevlar and glass fabric transverse failure mode happens.