بررسی تجربی خواص مکانیکی و خستگی نانو کامپوزیت های پلیمری تولید شده به روش قالبگیری تزریقی

نانو علمی است که در آن به مطالع? خواص نانومواد و نیز تولید و استفاده از آن¬ها در بهبود بخشیدن به خواص و ویژگی¬های مواد استفاده می¬شود. بسیاری از خواص ماده در ابعاد نانومتری، متفاوت از خواص آن در ابعاد ماکروسکوپی می¬باشد. در پژوهش حاضر ابتدا نانوکامپوزیت پلیمری آکریلونیتریل بوتادین استایرن (abs)-نانورس اصلاح شد? cloisite 30b با استفاده از سازگارکنند? پلی¬متیل-متاکریلات (pmma) به روش ذوبی در دستگاه اکسترودر دوپیچ? ناهمسوگرد در درصدهای وزنی 2% و 4% از نانورس ترکیب شد. سپس به منظور مطالع? تاثیر پارامترهای درصد وزنی نانورس، دمای تزریق، فشار نگهداری و زمان اعمال فشار نگهداری بر روی خواص ساختاری و مکانیکی و نیز رفتار خستگی نانوکامپوزیت¬های تولید شده، طراحی آزمایش تاگوچی بر مبنای آرای? متعامد l9 برای هر یک از پارامترها در سه سطح مختلف صورت پذیرفت. پس از آن نمونه¬هایی مطابق با استاندارد astm d638-type i در شرایط مختلف فرآیندی در دستگاه تزریق پلاستیک تولید شد. توزیع نانورس در ماتریس پلیمری به وسیله آزمایش xrd و نیز عکس¬برداری میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد مطالعه قرار گرفت. تاثیر هر یک از پارامترهای مورد مطالعه، بر روی استحکام کششی و سختی نمونه¬ها به عنوان خواص مکانیکی مهمِ توده¬ای و سطحی و نیز عُمر خستگی نمونه¬ها به روش تاگوچی مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی نتایج آزمایشات xrd و sem حاکی از این بود که ذرات نانورس با حضور پلیمر pmma به عنوان سازگارکننده، در ماتریس زمینه به خوبی پخش و پَرپَر شده است. نتایج حاصل از تست کشش نشان داد افزودن در حدود 2 درصد وزنی نانورس و اعمال شرایط فرآیندی مناسب، موجب افزایش قابل ملاحظه¬ای در استحکام کششی و عمر خستگی نمونه¬ها می¬گردد. این شرایط شامل دمای تزریق 200 ?c، فشار نگهداری 130 mpa و زمان اعمال فشار نگهداری 2.5 s می¬باشد که پارامتر دمای تزریق به عنوان تاثیرگذارترین پارامتر انتخاب گردید. همچنین نمونه¬هایی که دارای 4 درصد وزنی نانورس بوده و در دمای تزریق 210 ?c، فشار نگهداری 130 mpa و زمان اعمال فشار نگهداری 1 s تولید شده بودند، بالاترین سختی را از خود نشان دادند. بهترین نتایج نیز در نمونه¬هایی مشاهده شد که در آن¬ها نانورس از توزیع مناسب¬تری در زمینه پلیمری برخوردار بود.