نانولوله های کربنی به دلیل خواص مکانیکی فوق العاده کاربردهای فراوانی را در زمینه ساخت انواع کامپوزیتها پیدا کرده اند. استفاده از این مواد در ساختار پلیمر باعث افزایش خواص مکانیکی از جمله مقاومت کششی و عمر خستگی می شود. به هم چسبیدگی و ایجاد لخته حین اختلاط نانولوله ها با پلیمر از مهمترین مشکلات ساخت این نوع کامپوزیتها است. عاملدار کردن نانولوله های کربنی توسط گروه های آمینی به افزایش میزان توزیع پذیری و پیوستگی این مواد با پلیمر و در نتیجه افزایش مقاومت آن کمک بسیاری می کند. یکی از مشکلات استفاده از کامپوزیتهای پلیمری پدیده خستگی بوده که ناشی از اعمال نیروهای متغیر و سیکلی بر روی قطعه می باشد. این عوامل سبب ایجاد ترک هایی در قطعه و شکستهای ناگهانی در چنین نواحی می شود. برای افزایش مقاومت این کامپوزیتها در برابر خستگی می توان از نانولوله های کربنی عاملدار استفاده کرد. در این تحقیق نانولوله های کربنی ابتدا توسط گروه های دی آمین عاملدار شده و سپس تاثیرافزایش میزان عامل استفاده شده روی آنها بر افزایش مقاومت نانوکامپوزیت در برابر خستگی مورد بررسی قرار گرفت. در این حالت با افزایش تعداد عامل نشانده شده روی نانولوله ها تعداد پیوندهای بین نانولوله و ماتریس و به تبع آن مقاومت در برابر خستگی افزایش می یابد. سپس تاثیر پخت اولیه ی رزین و نانولوله کربنی عاملدار را روی کاهش مرزدانه های بین نانولوله و ماتریس بررسی شد. با توجه به اینکه پخت اولیه می تواند باعث اتصال بهتر رزین به سطح نانولوله شود و امکان بوجود آمدن مرزدانه ها را در این محل کاهش دهد، بنابراین می تواند احتمال ایجاد ترکهای خستگی را در این مکان ها کاهش دهد. کامپوزیت هایی که با استفاده از این دو روش بهینه سازی ساخته شدند حدود ??? درصد افزایش در عمر خستگی را نسبت به نمونه های اپوکسی خالص از خود نشان دادند.

لی آنیلین از جمله پلیمرهای رسانا است که به دلیل فرآیند سنتز راحت و راندمان بالا ی پلیمریزاسیون مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مشکلات پلی آنیلین خصوصیات مکانیکی پایین آن می باشد. از متداول ترین روش ها برای بهبود خواص مکانیکی پلی آنیلین، ساخت کامپوزیت های آن است. بدین منظور از پلیمرهایی که خواص مکانیکی مطلوبی دارند یا تلفیق مقادیر کمی از نانو لوله های کربنی برای بهبود خواص رسانایی و مکانیکی پلی آنیلین استفاده می شود. بهبود خواص کامپوزیت در اثر افزودن نانو لوله های کربنی وابسته به توزیع یکنواخت نانو لوله های کربنی در ماتریس پلیمری است. یکی از متداول ترین روش ها برای بهبود پراکندگی نانولوله ها فرآوری سطح آنها با گروه های عاملی است. در این پژوهش اثر شرایط عملیاتی مانند ولتاژ، غلظت اسید، غلظت مونومر و زمان ته نشینی بر خواص فیلم پلی آنیلین بررسی شد. به منظور بررسی خواص فیلم پلی آنیلین از آنالیز میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. همچنین از نانولوله های خام و فرآوری شده با گروه های کربوکسیل و آمین به منظور بررسی خواص کامپوزیت اپوکسی- پلی آنیلین-نانولوله استفاده شد و نمونه های ساخته شده تحت آزمون رسانایی الکتریکی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که تغییر شرایط عملیاتی در طی فرآیند پلیمریزاسیون آنیلین، سرعت پلیمریزاسیون و مورفولوژی فیلم بدست آمده را تحت تاثیر قرار می دهد. از این رو رسانایی الکتریکی پلی آنیلین ته نشین شده، تابعی از شرایط عملیاتی است. رسانایی الکتریکی و گرمایش کامپوزیت اپوکسی-پلی آنیلین-نانولوله فرآوری شده در مقایسه با کامپوزیت حاوی نانولوله خام بیشتر است. افزایش رسانایی الکتریکی ممکن است ناشی از تشکیل پیوندهای نسبتا قوی بین گروه های عاملی و زنجیره های پلی آنیلین باشد. از طرفی رسانایی الکتریکی نمونه های ساخته شده با نانو لوله آمین دار در مقایسه با نمونه های حاوی نانو لوله کربوکسیل دار بیشتراست. این نتیجه نیز ممکن است به علت پیوند قوی تر بین گروه های آمین روی سطح نانو لوله ها و زنجیره های پلی آنیلین بوده و بدین ترتیب قابلیت انتقال بار افزایش می یابد. همچنین با افزایش مقدار گروه عاملی آمین رسانایی الکتریکی نمونه ها افزایش می یابد. این نتیجه احتمالا به علت برهمکنش بیشتر و افزایش تعداد پل های ارتباطی نانو لوله و زنجیره های پلی آنیلین می باشد. از این رو تعداد مسیرهای انتقال الکترون بیشتر می شود.

تحقیقات اخیر نشان دهنده آنست که خواص الکتریکی و مکانیکی کامپوزیتهای پلیمری با اضافه کردن مقادیر کم نانولولههای کربنی بهبود مییابد. مطابق تحقیقات اخیر همراستاسازی نانولولههای کربنی در کامپوزیت پلیمری میتواند تاثیر بسزایی بر بهبود خواص کامپوزیت داشته باشد. هر چند همراستاسازی یک بعدی، خواص کامپوزیت را در یک راستا افزایش میدهد، اما در راستای عمود بر آن بهبود خواص مشاهده نمیشود. با این حال برای بهبود خواص کامپوزیت تقویت شده با نانولولههای کربنی در دو بعد، هنوز از همراستاسازی در دو راستای عمود بر هم استفاده نشده است. در تحقیق حاضر از دو روش اعمال میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی برای همراستاسازی نانولولهها در دو راستای عمود بر هم استفاده شد. در این روش با تنظیم غلظت نانولولههای کربنی، زمان و قدرت میدان اعمالی، همراستاسازی نانولولههای کربنی در نانوکامپوزیت پلیمری کنترل میشود. مطابق نتایج به دست آمده همراستاسازی نانولولههای کربنی یک بعدی، خواص مکانیکی و الکتریکی کامپوزیت را در این راستا افزایش داد، اما خواص در راستای عمود بر میدان اعمالی بهبود چندانی نداشت. در این تحقیق برای همراستاسازی نانولولههای کربنی در دو بعد میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی به طور همزمان و عمود بر هم اعمال شد. مطابق نتایج به دست آمده همراستاسازی دو بعدی، استحکام کششی برای نانوکامپوزیت را تا map 4/39 و همچنین رسانایی الکتریکی را تا s/cm 7-10 افزایش داد.