بررسی تجربی خواص مکانیکی تورمالین اصلاح شده برروی نانوکامپوزیت اپوکسی/سیلیکا

این مقاله به بررسی خواص مکانیکی تورمالین اصلاح شده بر روی نانوکامپوزیت اپوکسی/ سیلیکا می‌پردازد. هدف اصلی این تحقیق بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت اپوکسی/ سیلیکا با استفاده از تورمالین به عنوان فاز تقویت‌کننده است. در ابتدا ریخت شناسی و ریزساختار خواص تورمالین بدست آمده و نانوذرات سیلیکا تولید شده با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی(sem) و طیف سنج پراش انرژی پرتو ایکس (edx) مورد ارزیابی قرار گرفتند. گونه های عاملی و پیوندهای شیمیایی تورمالین اصلاح شده توسط آنالیز طیفسنج مادون قرمز (ft-ir) آشکار سازی شد. میکروذرات تورمالین اصلاح شده به عنوان فاز تقویت‌کننده با در صدهای وزنی 10، 20 و 30 درصد وزنی همراه با نانوذرات سیلیکا بهینه شده که یک درصد وزنی بدست آمده، وارد ماتریس پلیمری اپوکسی شده‌اند. خصوصیات مختلف ذرات تورمالین مورد بررسی قرار گرفته‌اند و تاثیر آنها بر خواص مکانیکی نانوکامپوزیت مورد ارزیابی قرار گرفته است.آزمایش‌های کشش، خمش سه نقطه‌ایی بر روی نمونه‌های تهیه شده انجام شده و نتایج به دست آمده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهند که افزودن نانوذرات تورمالین اصلاح شده به ماتریس اپوکسی باعث بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت می‌شود که با 20 درصد وزنی بالاترین خواص مکانیکی را دارا بود و سپس با افزایش درصدوزنی مواد بعلت کلوخه شدن خواص مکانیکی کاهش پیدا کردند. میزان افزایش استحکام کششی و خمشی در این شرایط به‌ترتیب 35/3% و 22/6% بدست آمده است. این تحقیق می‌تواند به توسعه مواد پیشرفته با خواص مکانیکی بهتر کمک کند.

experimental investigation of mechanical properties of modified tourmaline on epoxy/silica nanocomposite

this paper investigates the mechanical properties of modified tourmaline on epoxy/silica nanocomposite. the main goal of this research is to improve the mechanical properties of epoxy/silica nanocomposite using tourmaline as a reinforcing phase. at first, the morphology and microstructure properties of tourmaline obtained and produced silica nanoparticles were evaluated using electron microscope (sem) and x-ray energy diffraction (edx) images. functional species and chemical bonds of modified tourmaline were revealed by infrared spectrometer (ft-ir) analysis. modified tourmaline microparticles as a reinforcing phase with 10, 20, and 30% by weight along with optimized silica nanoparticles, which is 1% by weight, have been introduced into the epoxy polymer matrix. different characteristics of tourmaline particles have been investigated and their effect on the mechanical properties of nanocomposite has been evaluated. tensile, three-point bending tests were performed on the prepared samples and the obtained results were analyzed. the results show that the addition of modified tourmaline nanoparticles to the epoxy matrix improves the mechanical properties of the nanocomposite, which had the highest mechanical properties with 20% by weight, and then with the increase in the weight percentage of the material, the mechanical properties decreased due to clumping. the increase in tensile and bending strength in these conditions is 35.3% and 22.6%, respectively. this research can help to develop advanced materials with better mechanical properties.