سنتز رزین بنزوکسازین و بررسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌های اپوکسی-بنزوکسازین-سیلیکا

فرضیه: امروزه رزین‌های گرماسخت از پرکاربردترین رزین‌های مصرفی در صنایع مختلف از جمله صنایع هوافضا و خودرو هستند. از این میان، رزین‌های اپوکسی اهمیت ویژه‌ای دارند. تقویت خواص مکانیکی این رزین به‌منظور استفاده در کاربردهای ویژه همواره یکی از نیازهای صنعت بوده است. در پژوهش حاضر تلاش شده است تا با استفاده از رزین بنزوکسازین بر پایه آنیلین و بیس فنول a و(baa) و نانوذرات سیلیکا (si)، مدول کششی رزین اپوکسی بهبود داده شود.روش‌ها: بدین منظور با توجه به نبود دسترسی به این رزین و برای دستیابی به توان علمی تولید کامپوزیت‌های اپوکسیبنزوکسازین، رزین بنزوکسازین به روش حلالی سنتز و حلال‌زدایی شد. در ادامه، برای اطمینان از ماهیت ساختاری رزین سنتزشده و بررسی خواص گرمایی آن، از آزمون‌های طیف‌سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (ftir)، رزونانس مغناطیسی هسته‌ پروتون هیدروژن (1hnmr) و گرماسنجی پویشی تفاضلی (dsc) بهره گرفته شد. پس از اطمینان از تولید رزین بنزوکسازین و آشنایی با ویژگی‌های فرایندی آن آمیزه‌سازی رزین اپوکسی انجام شد.یافته‌ها: نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد، کامپوزیت اپوکسیبنزوکسازین (%80:20 وزنی همراه با عامل پخت و شتاب‌دهنده) (eb82) می‌تواند مدول کششی را نسبت به اپوکسی خالص (gpa 3.33) حدود %17 افزایش دهد. با افزایش مقدار رزین بنزوکسازین به %30، خواص مکانیکی تغییری نکرد. بنابراین، از eb82 برای ساخت سایر کامپوزیت‌ها استفاده شد. در نانوکامپوزیت‌های با 2 و %4 وزنی نانوسیلیکا مدول کششی به‌ترتیب نزدیک به 26 و %51 (4.1 و gpa 1.5) افزایش یافت. این نتایج جالب توجه به برهم‌کنش خوب میان اجزا و توزیع خوب پرکننده نسبت داده شد.

Synthesis of Benzoxazine Resin and Evaluating the Mechanical Properties of EpoxyBenzoxazineSilica Nanocomposites

Hypothesis: Today, thermoset resins are one of the most widely used resins in various industries including aerospace and automotive industries. In this respect, epoxy resins are of particular importance. Strengthening the mechanical properties of this resin for use in special applications has always been a requirement of the industry. Thereby, an attempt was made to improve the tensile modulus of epoxy resin using benzoxazine resin based on aniline and bisphenol A (BAa) and silica nanoparticles (Si).Method: Due to the lack of availability of epoxy resin and to achieve the scientific ability of producing epoxybenzoxazine composites, benzoxazine resin was synthesized by solvent method and then the solvent was removed. Subsequently, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), proton nuclear magnetic resonance (1HNMR) and differential scanning calorimetry (DSC) tests were used to verify the structural nature of the synthesized resin and evaluate its thermal properties. After making sure that the benzoxazine resin was produced and familiarized with its process properties, epoxy resin blending was performed.Finding: The results of this work showed that the tensile modulus of epoxybenzoxazinebased composite (80:20 wt/wt%) (EB82) (3.9 GPa) is 17% higher than a neat epoxy resin (3.33 GPa). By increasing the amount of benzoxazine resin to 30%, the mechanical properties did not change. Therefore, EB82 was used to make other composites. In nanocomposites with 2 and 4 wt% nanosilica, the tensile modulus increased to about 26 and 51% (4.1 and 1.5 GPa, respectively). These interesting results were attributed to the good interaction between the components and the good filler dispersion.