بررسی تجربی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌های پلیمری تزریقی حاوی نانولوله‌های کربنی چند دیواره بر پایه‌ی طراحی آزمایش‌ها

در تحقیق حاضر به بررسی استحکام کششی و سختی نانوکامپوزیت‌های پایه پلیمری حاوی نانولوله‌های کربنی چند دیواره پرداخته شده است. به این منظور، پلیمر پلی‌آمید 6 و نانولوله‌های کربنی چند دیواره در درصدهای وزنی مختلف به‌ روش ذوبی در دستگاه اکسترودر دو ماردونه با هم اختلاط پیدا کردند. به‌منظور بررسی تاثیر افزودن نانولوله‌های کربنی چند دیواره و شرایط فرآیندی تزریق بر استحکام کششی و سختی، نمونه‌ها در درصدهای وزنی مختلف نانولوله کربنی شامل 0، 5/0، 1 و 5/1 درصد و شرایط فرآیندی مختلف شامل فشار تزریق و دمای تزریق بر پایه‌ی طراحی آزمایش‌ها به روش تاگوچی، قالب‌گیری شدند. نمونه‌ها پس از قالب‌گیری تزریقی، تحت آزمایش کشش و سختی قرار گرفتند. مطابق نتایج به‌دست آمده از آنالیز سیگنال به نویز، درصد وزنی نانولوله‌های کربنی موثرترین پارامتر بر استحکام کششی و سختی نمونه‌های نانوکامپوزیتی می‌باشد. نتایج همچنین نشان داد که با افزودن 1% وزنی نانولوله کربنی، استحکام کششی نمونه‌ها تقریبا به میزان 31% و با افزودن 5/1% وزنی نانولوله کربنی، سختی به میزان 15% بهبود یافت. نتایج آنالیز واریانس داده‌ها نشان داد که درصد وزنی نانولوله کربنی با 68% و 76% تاثیرگذاری به ترتیب روی داده‌های استحکام کششی و سختی، موثرتر از شرایط فرآیندی می‌باشد.

Experimental investigation of mechanical properties of injected polymeric nanocomposites containing multi walled carbon nanotubes according to design of experiments

In present study, the tensile strength and hardness of polymeric nanocomposites containing multi walled carbon nanotubes (MWCNT) are investigated. For this purpose, polyamide 6 and MWCNTs in various weight percentages are melt compounded using a twin screw extruder. To investigate the influence of MWCNTs and injection molding processing parameters on tensile strength and hardness, the sles in various MWCNT contents including 0, 0.5, 1 and 1.5 weight percentages and under different processing parameters including holding pressure and injection temperature, are injection molded according to Taguchi design of experiments. According to the results of signal to noise (S/N) ratio, the weight percentage of MWCNT is the most effective parameter on the tensile strength and hardness of sles. Also, the results indicate that by adding 1 wt% of MWCNT, the tensile strength of sles increased almost 31% and by addition of 1.5 wt% MWCNT, the hardness increased about 15%. Furthermore The results of analysis of variance (ANOVA) indicates that wt% of MWCNT with 68% and 76% contribution percentage on tensile strength and hardness of sles, are the  most effective processing parameters, respectively.