بررسی تجربی کامپوزیت پلیمری خودترمیم شونده با الیاف توخالی و تقویت شده با الیاف بازالت

استفاده از کامپوزیت ها در عصر کنونی، همگام با پیشرفت الیاف مختلف از جمله کربن و بازالت و آرامید در کاربردهای گوناگون از بناهای عمرانی تا انواع وسایل نقلیه و صنایع نظامی گسترش یافته است. البته باید خاطرنشان کرد که نقطه ضعف اصلی کامپوزیت ها ترک های ریزی است که در کامپوزیت بر اثر اعمال نیرو ایجاد شده و منجر به آسیب دیدگی های بزرگ می شود. این آسیب دیدگی ها بر خواص مختلف قطعه تاثیر گذاشته، در نهایت منجر به از بین رفتن قطعه می گردد. برای جلوگیری از تخریب قطعه لازم است در ابتدا از گسترش ترک ها ممانعت نموده و سپس قطعه را ترمیم کرد. ترمیم ترک ها که یکی از مهمترین مسائل مطرح شده در مورد کامپوزیت ها است. یکی از موثرترین این روش ها، استفاده از فرآیند خودترمیم شوندگی است که به روش های متنوعی انجام می گیرد. از متداول ترین روش ها می توان به پرکردن الیاف توخالی و یا کپسول ها با رزین و قراردادن آن ها درون کامپوزیت اشاره نمود. به این ترتیب پس از انتقال نیرو از قطعه به دیواره ی الیاف توخالی یا کپسول ها، شکست در آن ها رخ داده و مواد ترمیم کننده ی خروجی از آن ها با واکنش دادن در ناحیه ی ترک خورده، فاز جامد تشکیل داده، موجب انسداد ترک می گردند. در این کار تحقیقاتی جهت ساخت کامپوزیت های خودترمیم شونده، ابتدا مواد ترمیم کننده (رزین اپوکسی 5052 و هاردنر) درون الیاف توخالی از جنس شیشه و به قطر خارجی متوسط 400 میکرومتر و با درصدهای حجمی 1%، 3% و 5% ذخیره گشته و سپس در داخل نمونه های رزین اپوکسی و کامپوزیت زمینه ی اپوکسی تقویت شده با الیاف بازالت (1و 2 درصد حجمی)، قرار داده شده اند. در ابتدا درصد الیاف بهینه و زمان ترمیم مناسب مشخص شده است و سپس به منظور بررسی چگونگی انجام عملیات ترمیم، آزمون های خمش سه نقطه ای، کشش و ضربه بر نمونه های رزین و کامپوزیت انجام شده است. طبق نتایج آزمایش ها از این روش می توان جهت افزایش کارایی نمونه تحت بار خمشی و ضربه استفاده نمود؛ ولی در آزمون کشش تاثیر عمده ی فرآیند خودترمیمی بر اثر وجود الیاف پرشده در نمونه ها محسوس نمی باشد. همچنین ازدیاد درصد حجمی الیاف خردشده بازالت سبب افزایش استحکام می گردد و تاثیری بر اثر بخشی ترمیم ندارد.