بررسی چقرمگی شکست و رفتار نانو کامپوزیت اپوکسی/ poss تحت ضربه سرعت بالا و پایین

گسترش مواد کامپوزیت پلیمری در صنایع، ضرورت بررسی دقیق خواص این مواد را در شرایط مختلف بارگذاری از جمله مقاومت ضربه‌ سرعت بالا طلب می‌کند. یکی از معایب رزین اپوکسی پخت‌شده، شکننده‌ بودن آن است. برای حل این مشکل از عوامل چقرمه‌کننده استفاده می‌شود. روش‌های متداول چقرمه‌کردن پلیمرها عمدتا باعث کاهش خواص مکانیکی مانند استحکام کشش می‌شود. هدف از این پژوهش افزایش چقرمگی‌شکست رزین اپوکسی بدون کاهش سایر خواص مکانیکی آن است. در سال‌های اخیر،کامپوزیت‌های پلیمری با نانوساختارهایpolyhedral oligomeric silsesquioxane (poss) بسیار مطالعه شده‌اند. ابعاد نانومتری و نیز وجود گروه‌های عاملی مختلف در ساختار این ترکیبات باعث‌شده تا کامپوزیت‌های ساخته‌شده از آن‌ها، دارای خواص منحصربه‌فردی باشند که در مواد هیبریدی متداول مشاهده نمی‌شود. مقدار نانوذرات و نوع گروه‌های عاملی متصل به آن‌ها بیشترین تاثیر را بر خواص کامپوزیت‌های پلیمری دارند. در این پژوهش اثر نانوساختار poss با گروه عاملی گلیسیدیل، به‌عنوان عامل چقرمه‌کننده و تاثیر آن روی خواص مکانیکی رزین اپوکسی بررسی شده است. برای این‌منظور، مقادیر 0.5، 1، 3 و 5 درصد وزنی نانوساختار به رزین اضافه‌شده و طی دو مرحله فرآیند اختلاط انجام می‌شود. ابتدا 12 ساعت در دمای 70 درجه با استفاده از همزن مغناطیسی و سپس به مدت ده دقیقه از روش ارتعاش‌فراصوت استفاده می‌گردد. آزمون‌های کشش، ضربه، چقرمگی‌شکست و ضربه‌سرعت‌بالا انجام شده‌است. نتایج حاکی از افزایش چقرمگی شکست، بدون کاهش کشش است. بیشترین مقدار چقرمگی شکست برای نمونه دارای 0.5 درصد gposs به‌دست آمده‌است که افزایش 180درصدی نشان می‌دهد. هم-چنین میزان جذب انرژی در آزمون مقاومت ضربه‌سرعت‌بالا در این نمونه، 60 درصد افزایش داشته است.