مشخصه‌های سطح و عملکرد مکانیکی کامپوزیت‌های epdm-گرافن اکسید

فرضیه: با توجه به قابلیت زیاد کاربرد گرافن اکسید (go) در صنایع مختلف، از جمله هوافضا، ساخت‌و‌ساز و الکترونیک، استفاده از  آن در کامپوزیت‌های پلیمری توجه فراوانی را جلب کرده است. این توجه تا حد زیادی به‌دلیل قابلیت تایید‌شده گرافن اکسید در افزایش خواص مکانیکی، عملکردی و الکتریکی مواد کامپوزیتی بر پایه پلیمرهاست. از سوی دیگر، مشخصه‌های سطح کامپوزیت‌های پلیمری به‌طور مستقیم متاثر از خواص ساختاری و مکانیکی این مواد است.روش‌ها: در این مطالعه، عملکرد مکانیکی و رفتار سطحی کامپوزیت‌های اتیلن پروپیلن دی‌ان مونومر-گرافن اکسید (epdm/go) بررسی شده است. ذرات گرافن اکسید در حالت پودری تهیه شده و سپس با مخلوط‌کن دوغلتکی، در مقادیر 1، 3 و 5phr با epdm مخلوط شدند. آزمون‌های بررسی مشخصه‌های سطح و خواص مکانیکی این کامپوزیت‌ها برای ارزیابی اثر مقدار گرافن اکسید افزوده‌شده بر مقاومت پارگی و زبری سطح به‌عنوان هدف اصلی در این مطالعه انتخاب شدند.یافته‌ها: نتایج حاکی از آن است، افزودن گرافن اکسید با مقدار 3phr به کامپوزیت‌های epdm/go به بهبود شایان ‌توجهی در خواص مکانیکی منجر می‌شود. به‌طور ویژه، افزایش بیش از %75 در استحکام کششی، افزایش %5 کشش در نقطه شکست و افزایش بیش از %16 مقاومت پارگی در این آمیزه مشاهده شده است. این اثر مثبت به بهبود خواص کششی ماتریس لاستیکی محدود نشده و موجب افزایش جزئی مدول کشسانی ماتریس نیز شده است. براساس نتایج میکروسکوپی نیروی اتمی و آزمون کشش ارائه‌شده در این پژوهش، ارتباط معنا‌داری بین رفتار سطحی و عملکرد مکانیکی کامپوزیت‌های epdm/go مشاهده شده است.

surface characteristics and mechanical performance of epdm/graphene oxide composites

hypothesis: the employment of graphene oxide (go) in polymer composites has garnered significant interest due to its potential applications in the aerospace construction, and electronics industries. this is due to the proven potential of graphene oxide to enhance the mechanical, functional, and electrical properties of polymer-based composite materials. additionally, the surface properties of polymer composites are directly influenced by the structural and mechanical properties of these materials.methods: the mechanical and surface properties of ethylene propylene diene monomer (epdm)/go composites are investigated. graphene oxide , prepared in powder form, was mixed with epdm at loading contents of 1, 3, and 5 phr using a two-roll mill. the main objective was to investigate the effect of graphene oxide loading content on the tear strength and surface roughness of epdm/go composites through surface and mechanical analyses.findings: results indicate that the incorporation of graphene oxide in a loading content of 3 phr leads to a significant improvement in mechanical properties. more than 75% increase in tensile strength, 5% increase in the elongation-at-break, and more than 16% rise in the tear strength are achieved when 3 phr go is loaded into the structure of epdm. the incorporation of graphene oxide also results in a slight improvement in the modulus of the system. based on the atomic force microscopy and tensile test results presented in this work, a direct relationship between surface behavior and mechanical properties of epdm/go composites is observed.