تخمین کاهش استحکام طولی کامپوزیت تک جهتی شیشه - اپوکسی غوطه ور در سولفوریک اسید با استفاده از نظریه ماکرومکانیک

در پژوهش حاضر، روشی جدید برای محاسبه استحکام طولی کامپوزیت های زمینه پلیمری تک جهتی در شرایط خوردگی در محیط سولفوریک اسید ارایه شده است. بر این اساس، از نظریه ماکرومکانیک برای محاسبه استحکام طولی کامپوزیت های تک جهتی استفاده شد. در روش مزبور فرض بر این است که می توان مطابق رفتار کامپوزیت سالم، برای تخمین استحکام طولی کامپوزیت هایتک جهتی زمینه پلیمری، با اعمال خواص تضعیف شده الیاف و رزین در محیط اسیدی، استحکام ناحیه خورده شده را به دست آورد. از این رو، آزمایش های خوردگی روی رزین اپوکسی و الیاف شیشه انجام شد و رفتار استحکامی آنها در محیط سولفوریک اسید 5 درصد وزنی بر حسب زمان غوطه وری در اسید به دست آمد. از آنجا که اسید با گذشت زمان در کامپوزیت نفوذ می کند، سطح مقطع کامپوزیت به ناحیه خورده شده با اسید و ناحیه سالم تقسیم شد. سپس، مدلی برای تخمین مقدار نفوذ اسید در ضخامت کامپوزیت ارایه شد. مدل مزبور با تجزیه عنصری نقاط مختلفی از سطح مقطع کامپوزیت و بر مبنای ساز و کار خوردگی نخ شیشه و تبادل عناصر موجود میان نخ شیشه و محیط اسیدی ارایه شده است. بدین منظور، از نتایج ساز و کار خوردگی الیاف شیشه در محیط سولفوریک اسید استفاد. سپس، با استفاده از مدل عمق نفوذ اسید و استفاده از معادلات ماکرومکانیک، استحکام نواحی خورده شده و سالم برای زمان های مختلفی از غوطه وری در اسید محاسبه شد. نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از آزمایش ها استحکام طولی نمونه های مشابه کامپوزیت در شرایط خوردگی مقایسه شد تا صحت مدل و نتایج به دست آمده از آن سنجیده شود. نتایج این پژوهش نشان می دهد، با داشتن خواص الیاف و رزین خورده شده، می توان با استفاده از نظریه ماکرومکانیک استحکام کامپوزیت خورده شده را در محیط اسیدی پیش بینی کرد. با توجه به فرایند پیچیده آزمون خوردگی، نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از آزمون هم خوانی خوبی دارد.