تهيه نانو گرافن‌اكسيد‌هاي عاملدار شده و كاربرد آنها در ساخت كامپوزيت‌هاي اپوكسي/ الياف كربن

شماره ثبت: 
89377
تاریخ ثبت: 
1395/05/03
اسامی مخترعین: 
- دكتر علي رضا عشوري - دكتر حسين رحماني - آقاي رضا بهرامي

امروزه در بسياري از كاربردهاي مهندسي، تلفيق خواص مورد نياز است زيرا امكان استفاده از يك نوع ماده كه همه ي خواص مورد نظر را برآورده سازد، وجود ندارد. لذا مي بايست به دنبال روشي براي تلفيق خواص مواد بود. اين راه‌ حل همان كامپوزيت است. يكي از انواع كامپوزيت‌ها كه توجه بسياري از محققان را به خود جلب كرده، كامپوزيت‌هاي الياف كربن/رزين اپوكسي است. اين نوع كامپوزيت داراي خواص بسيار خوب، ازجمله خواص فيزيكي و حرارتي بالا است. با اين وجود در اين كامپوزيت‌ها برخي نواقص ازجمله مقاومت پايين رزين اپوكسي به ضربه و لايه‌لايه شدن آن است كه محققان را بر آن داشته است كه درصدد رفع آن‌ها برآيند. ازجمله اين اصلاحات بكارگيري فناوري نانو در كامپوزيت‌هاست. در اين اختراع تأثير نانو گرافن‌اكسيد عامل‌دار شده بر خواص مكانيكي كامپوزيت سه لايه‌ي الياف كربن/رزين اپوكسي بررسي شد. براي اين منظور گرافن‌اكسيد با سه تركيب آميني اتيلن دي آمين، 4،4- دي آمينو دي فنيل سولفون و پارا نيترو آنيلين اصلاح شد. نمونه‌هاي ساخته‌شده براي آزمون‌هاي مكانيكي، كامپوزيت‌هايي حاوي گرافن‌اكسيد‌هاي اصلاح‌ شده با مقادير 0/1، 0/3 و 0/5 درصد وزني نسبت به ماتريس تهيه شدند. نتايج نشان داد كه افزودن انواع گرافن‌اكسيد اصلاح شده به ماتريس باعث بهبود استحكام كششي، مدول كششي و همچنين استحكام و مدول خمشي مي‌شود. برقراري اتصال شيميايي بين گروه‌هاي آميني سطح گرافن‌اكسيد عامل‌دار شده و گروه‌هاي اكسيژن‌دار ماتريس باعث برهمكنش شيميايي بين ماتريس و تقويت‌كننده ازيك‌طرف و برهمكنش فيزيكي گرافن‌اكسيد و الياف كربن از طرف ديگر مي‌شود كه درنتيجه‌ي آن سازوكار ايجاد ترك تغيير كرده و حضور گرافن‌اكسيد باعث پل زدن بين ترك‌ها و افزايش ضريب اصطكاك بين ماتريس و الياف مي‌شود. مقدار بهينه گرافن‌اكسيد 0/3 درصد وزني است كه در اين مقدار بهترين خواص مكانيكي مشاهده شد.