ارتقای خواص مکانیکی نانوکامپوزیت اپوکسی/کولار/گرافن اصلاح‌شده

Abstract

در این تحقیق، تأثیر گرافن و گرافن اکسید بر روی خواص مکانیکی کامپوزیت اپوکسی-کولار بررسی شد. نانوکامپوزیت‌های اپوکسی-کولار-گرافن و اپوکسی-کولار-گرافن اکسید به‌صورت نانوکامپوزیت 4 لایه با الیاف کولار ساخته شدند. مطابق نتایج آزمایشات کشش و خمش، افزودن گرافن و گرافن اکسید به اپوکسی-کولار، منجر به افزایش مدول کششی، استحکام کششی، مدول خمشی و استحکام خمشی خواهد شد. بهینه‌ترین مقدار گرافن در ماتریس، 5/0% وزنی بود به‌طوری‌که نانو کامپوزیت‌ها بالاترین عملکرد مکانیکی را در این مقدار گرافن داشتند. در مقادیر بالاتر گرافن و گرافن اکسید (بالاتر از 5/0% وزنی) مقدار گرافن مازاد منجر به کلوخه شدن آن شده و انتقال تنش را با مشکل مواجه می‌کند. به‌طورکلی، بالاترین مدول الاستیک برای گرافن و گرافن اکسید مربوط به 1% وزنی بود. بالاترین استحکام کششی برای گرافن و گرافن اکسید مربوط به 5/0% وزنی بود. بالاترین مدول خمشی مربوط به 1% وزنی گرافن و گرافن اکسید بود. بالاترین استحکام خمشی در هر دو نانوکامپوزیت مربوط به 5/0% وزنی بود. ریخت‌شناسی نمونه‌ها با استفاده از مشاهدات SEMمشخصه یابی شد. بررسی میکروگراف های SEM نشان داد که گرافن وگرافن اکسید در 1% وزنی به‌صورت کلوخه درآمده و منجر به پراکندگی و تعاملات ضعیف می‌شود.