بررسی اثر میان لایه های الکتروریسی شده نانو کامپوزیت پلی وینیل بوتیرال بر مود اول و دوم چقرمگی شکست چندلایه های کامپوزیتی شیشه-فنولیک

چدلایه های کامپوزیتی فنولیکشیشه از مقاومت به تورق پایینی برخوردار هستند و یکی از روش‌های بهبود این خاصیت، چقرمه‌سازی زمینه با استفاده از میان‌لایه های پلیمری در آن‌ها است. در تحقیق حاضر، از پلی وینیل بوتیرال (pvb) با فرآیند الکتروریسی نانو وب‌هایی با ابعاد لیف 300 تا 600 نانومتر تهیه شد و بصورت یک نمد در ابعاد نانو در لایه میانی یک کامپوزیت 14 لایه از رزین فنولیک تقویت شده با الیاف شیشه قرار داده شد. همچنین، نانو وب‌هایی از همین ماده ولی تقویت شده با کربن پیرولیکتیکی (pyc) و نانو لوله کربنی (mwcnt) چند لایه تهیه شد و آزمون‌های چقرمگی شکست مود اول و دوم مطابق آزمون‌ lrm;های استاندارد مربوطه انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از میان لایه های الکتروریسی شده pvb چقرمگی شکست در مود های اول و دوم را به ترتیب حدود % 13.6 و %13.8افزایش می دهد. همچنین ترکیب ساختار های کربنی اثر بهتری روی چقرمگی شکست نمونه ها دارد. در نمونه های ترکیبی حاوی ساختارهای کربنی، نانولوله ها تاثیر بیشتری روی چقرمگی شکست در مود اول داشتند و در حالت بهینه مقدار gi حدود % 49افزایش یافت. همچنین در مود دوم کربن پیرولیتیکی ها اثر بهتری روی gii داشته و در حالت بهینه این مقدار حدود % 38 افزایش یافت. مطالعات مورفولوژیکی انجام شده با میکروسکوپ sem نشان داد که انحراف ترک، مکانیسم غالب درچقرمه شده ماتریس است که منجر به تاخیر در شروع شکست و افزایش طول ترک می شود و در نتیجه چقرمگی شکست چند لایه ها افزایش می یابد.

Investigation of electrospun polyvinyl butyral interlayer effects on Mode I and II delamination of glass fabric-phenolic composites

Glassreinforced phenolic laminates show a low resistance to delamination. Toughening of the matrix resin with a polymeric interlayer is among the method used to improve the delamination strength. In this research Polyvinyl butyral(PVB) nanoweb with the fiber diameter of 300600 nanometer were used as an interlayer in a 14layer glass reinforced phenolic composite. A hybrid nanoweb consists of PVB nanoweb reinforced with pyrolytic carbon and carbon nanotube (CNT) were also prepared and used as the interlayer. Mode I and Mode II delamination tests were conducted on the samples according to the related ASTM standard test method. The results showed that PVB interlayer improves the delamination strength of the composites by 13.6% and 13.8%. for mode I and Mode II, respectively. Also, with the hybrid nanoweb, better improvement in the fracture toughness was achieved. In the hybrid nanowebs, CNTs at the optimum amount has a greater effect on the Mode I fracture (49% improvement in GIc), while the pyrolytic carbon mainly affected the Mode II fracture toughness by 38% improvement in GIIc. Morphological studies carried out by SEM microscopy showed that crack deviation is the dominant mechanism for toughening of the polymeric matrix which results in the delay in fracture initiation and increase of the crack length and in doing so enhances the fracture toughness of the laminates.