بررسی تجربی تاثیر افزودن نانولوله‌های کربنی چندجداره بر رفتار مکانیکی کامپوزیت‌های اپوکسی- الیاف بازالت تحت بارگذاری‌های کششی و خمشی

Abstract

در تحقیق حاضر، تاثیر افزودن نانولوله‌های کربنی بر رفتار کششی و خمشی کامپوزیت‌های زمینه اپوکسی تقویت‌شده با الیاف بازالت بررسی شد. در گام نخست و به‌منظور برهم‌کنش مطلوب‌تر نانولوله‌ها با زمینه اپوکسی، اصلاح سطحی آن‌ها به وسیله عامل تری گلیسیداکسی پروپیل تری متوکسی سیلان صورت گرفت که در ادامه ایجاد گروه‌های عاملی روی سطح نانولوله‌های کربنی به‌وسیله آزمون طیف‌سنجی مادون قرمز (FTIR) تایید شد. نانولوله‌های کربنی اصلاح‌ سطحی‌شده در درصدهای وزنی مختلف نسبت به زمینه (0، 1/0، 3/0 و 5/0 درصد) و از طریق روش‌های همزدن مکانیکی و آلتراسونیک در زمینه پخش شدند و در ادامه مخلوط‌های حاصله به‌عنوان زمینه در ساخت کامپوزیت‌های تقویت‌شده با الیاف بازالت استفاده شد. به‌منظور بررسی اثر افزودن نانولوله‌های کربنی بر رفتار مکانیکی کامپوزیت‌ها آزمون‌های کشش و خمش سه‌نقطه‌ای روی آن‌ها صورت پذیرفت. همچنین برای بررسی مکانیزم شکست کامپوزیت‌ها از میکروسکوپ روبشی الکترونی گسیل میدانی (FESEM) استفاده شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که بیشترین میزان بهبود در خواص استحکام کششی، استحکام خمشی و همچنین جذب انرژی مربوط به نمونه حاوی 3/0 درصد وزنی نانولوله کربنی بود و از طرفی مدول کششی و خمشی نمونه‌ها با افزودن نانولوله‌ها روند افزایشی از خود نشان دادند. بررسی‌های میکروسکوپی موید این واقعیت بودند که افزودن نانولوله‌های کربنی چندجداره در زمینه باعث بهبود خواص فصل مشترکی بین الیاف بازالت و زمینه نانوکامپوزیتی شده است.