بررسی اثر میزان و چگونگی پخش نانولوله کربنی بر خواص الکتریکی ومکانیکی نانوکامپوزیت پلیمر/ نانولوله کربنی

بیش از نیم قرن است که بهبود ویژگی های مواد شفاف مورد مطالعه قرار گرفته است. در مورد مواد سرامیکی مشکل اساسی قیمت بالاست چون نیازمند پودر با خلوص بالا، زمان طولانی، مراحل پیچیده تولید، دمای بالا برای انجام فرایند و هزینه های پولیش و ماشین کاری بالا هستند. علی رغم سبکی، هزینه تولید بالا استفاده از مواد سرامیکی را محدود می کند. مواد شیشه ای ویژگی های اپتیکی و عملکرد بالستیک خوبی دارند، اما سبکی هنوز هم یک مسئله اساسی است. مواد بر پایه پلیمر اقتصادی تر و نسبت به مواد دیگر شفاف تر و در برابر ضربه مقاوم تر هستند، بنابراین امکان بهبود ویژگی های اپتیکی و عملکرد مکانیکی وجود دارد. ترکیب های مواد پلیمری جدید و طراحی ساختارهای ورقه ای می تواند دریچه ای به مواد شفاف پیشرفته با ویژگی ها و قیمت بهینه باز کند. پلی کربنات (pc) پلیمری شفاف و مقاوم در برابر ضربه است که موجب محافظت در برابر شکستگی می شود. استحکام مکانیکی pc مربوط به حرکت مولکولی مولکولهای زنجیره اصلی است. حرکت مولکولی در حضور ضربه باعث پخش موثر اثر ضربه می شود. pc به همین دلیل کاربردهای بسیاری در بخش نظامی دارد. این مقاله ویژگی ها و فرآیندهای تولید فیلم مرکب pc/mwcnt شفاف را توصیف می کند. توانایی تقویت و کارآیی mwcnts در نانوکامپوزیت ها شدیدا مربوط به ویژگی های مکانیکی استثنائی آنهاست. mwcnts نه تنها استحکام و سختی بلکه مقاومت در برابر شکستگی را وقتی در ماتریس های پلیمری پخش می شوند نیز ایجاد می کنند. وقتی ترک در نانوکامپوزیت گسترش می یابد نانولوله ها به عنوان نانوفیبرهای ارتباطی عمل می کنند که به طور موثری گسترش ترک را کند می کنند. در بعضی موارد، نانولوله ها به عنوان مانعی برای انسداد مسیر انتشار ترک عمل می کنند. این تحقیق در دو موضوع مهم کامپوزیت ها بر پایه نانولوله کربنی چند جداره (mwcnt) بحث می کند. پخش و همراستایی نانولوله ها در ماتریس پلیمری و بیشینه مقداری که شفافیت ماتریس را حفظ کند. بیشترین مقدار به دلیل افزایش اثرهای تقویت کننده لحاظ می شود. بنابراین مشکل هایی در پخش یکنواخت در رزین پلیمری به دلیل چسبندگی بالا و تمایل زیاد نانولوله ها به تجمع ایجاد می شود. همچنین فقط با اضافه کردن مقدار کمی mwcnt (کمتر از wt%1 ) رزین تیره می شود، که مزیت شفافیت pc از بین می رود. فیلم های pc/mwcnt (بالاتر از wt% 5/1) با روش قالب گیری فیلم بر پایه حلال تولید شده اند. بلوری شدن pc حل شده در حلال با شیری رنگ شدن در فیلم ها دیده می شود. با تعیین پارامترهای بهینه فرآیند یعنی چسبندگی محلول pc/mwcnt، دمای قالب گیری و ضخامت فیلم می توان پدیده بلوری شدن در فیلم ها را کمینه کرد. طراحی روش های آزمایشگاهی برای تعیین پارامترهای بهینه استفاده شده است. هدف کلی این تحقیق شامل موارد زیر است: 1- ساخت فیلم های پلی کربنات شفاف با روش مناسب 2- ساخت فیلم های پلی کربنات شفاف تقویت شده با نانولوله کربنی با مقدار بهینه cnt 3- توصیف ویژگی های اپتیکی، الکتریکی و مکانیکی فیلم های مرکب pc/cnt 4- همراستایی نانولوله ها در ماتریس به منظور افزایش میزان هدایت فیلم ها در غلظت مشخص