بررسی تاثیر طول نانولوله و پدیدۀ کلوخه شدن بر رفتار الاستوپلاستیک نانوکامپوزیت پلیمری

در این مقاله خواص الاستوپلاستیک یک نانوکامپوزیت پلیمری با تکیه بر تعدادی از عوامل مقیاس مزو مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از ترکیب روش اجزای محدود با میکرومکانیک استفاده شده است. با توجه به ماهیت پیوند ناکاملِ نانولوله و ماتریس، برای جایگزین کردن نانولوله و ناحیه­ی مشترک با یک تک‌رشته­ی توپر، از روش چندمقیاسی اجزای محدود استفاده شده است. سپس با استفاده از روش میدان میانگین موری تاناکا، منحنی‌های تنشکرنش نانوکامپوزیت استخراج و با استفاده از آن، تاثیر زاویه­ی قرارگیری نانولوله بر مدول یانگ، تاثیر طول نانولوله بر خواص الاستوپلاستیک و تاثیر کلوخه شدن نانولوله‌ها بر رفتار الاستوپلاستیک بررسی شده است. همچنین با بررسی طول نانولوله‌ها مشخص شد که نانولوله‌های دارای طول 10 تا 300 نانومتر، تاثیر قابل توجهی بر سفتی نانوکامپوزیت دارد، درحالی‌که تاثیر طول‌های کوتاه‌تر و بلندتر چندان قابل توجه نیست. همچنین، با صرفنظر از کلوخه شدن، افزایش کسر حجمی نانولوله‌ها منجر به افزایش سفتی نانوکامپوزیت می‌گردد. این در حالی است که کلوخه شدن نانولوله‌ها، منجر به کاهش سفتی نانوکامپوزیت می‌شود. تاثیر منفی این پدیده به‌حدی است که در برخی موارد، افزایش کسر حجمی نه‌تنها باعث افزایش سفتی نانوکامپوزیت نمی‌شود، بلکه آن را کاهش می‌دهد.