بررسی اثر پرکننده سیلیکا و چقرمه کننده پودر تایر ضایعاتی روی خواص مکانیکی و حرارتی چسب-های پایه اپوکسی

در این پژوهش، سه اندازه متفاوت ( micro;m 100-300-500 ) از پودر لاستیک (تایر ضایعاتی) در فرمولاسیون چسب های اپوکسی فنولیک استفاده شد. از اصلاح شیمیایی پودر تایر آسیابی به روش پیوند زنی مونومر آکریل آمید استفاده شد. به منظور جلوگیری از افت خاصیت مدول و استحکام در اثر افزودن پودر لاستیک به چسب، از میکروذرات سیلیکا استفاده شد. آزمایش توسط روش تاگوچی طراحی شد و در این آزمایش اثر ترکیب درصد پودر لاستیک، اندازه پودر لاستیک، ترکیب درصد پرکننده و ترکیب درصد رزین فنولیک بر خواص مکانیکی و حرارتی چسب های اپوکسی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی خواص مکانیکی چسب ها و همچنین خواص چسبندگی آن ها، نمونه های دمبلی شکل و اتصال تک لبه فلز (فولاد ضدزنگ) به کامپوزیت (رزین اپوکسی/ الیاف کربن) تهیه شد و از آن ها آزمون کشش گرفته شد. پایداری حرارتی و برهم کنش های بین سطحی، به ترتیب توسط آزمون های گرما وزن سنجی(tga) و طیق سنجی انتقال فوریه (ftir) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون کشش نمونه های اتصال فلز به کامپوزیت نشان داد که با افزودن هر یک از عوامل در سطح بهینه خود به چسب اپوکسی، خواص مکانیکی، شامل استحکام کششی برشی، مدول و چقرمگی نسبت به نمونه های متصل شده با چسب اپوکسی خالص، به ترتیب. ترتیب به میزان 7.5%، 27.56% و 114% افزایش یافت. در نمونه های دمبلی شکل نیز کلیه خواص مکانیکی بهبود یافت. افزایش قابل توجهی در پایداری حرارتی چسب های ساخته شده نسبت به چسب اپوکسی خالص، حاصل شد.

An Investigation on the Effect of Silica Filler and Waste Tire Powder Toughener on Mechanical and Thermal Properties of Epoxy Based Adhesives

In this study, three different size (100300500 micro;m) of the rubber powder (waste tire) were used in the formulation of epoxy phenolic adhesive. Rubber powder was modified with grafting method by acrylamide monomer. In order to prevent any loss in properties such as modulus and strength of the adhesive, which is due to the addition of rubber powder to the adhesive, the micro particles of silica were used in formulation of epoxy phenolic adhesive. The experiment was designed by Taguchi method, and in the experiment, the effect of the composition of rubber powder, size of rubber powder, composition of silica filler and phenolic resin on mechanical and thermal properties of epoxy adhesives were investigated. To study the mechanical properties of adhesives and adhesion properties, dumbbellshaped specimens and single edge lap bonds that have been made of metal (stainless steel) to composite (epoxy resin / carbon fiber) were prepared and subjected to tensile test. Thermal stability and interfacial interaction between epoxy and filler in adhesive formulation were explored by thermogravimetric analysis and Fourier transform infrared spectroscopy analyses, respectively. Tensile test results showed that for lap joint bonding with the addition of each factor in its optimal level into epoxy adhesive, strength, modulus and toughness increase by 7.5%, 27.56% and 114% respectively in comparison with the samples bonded with the neat epoxy adhesive. A significant increase was obtained in thermal stability for formulated adhesive samples compared with neat epoxy adhesive.