بهینه سازی چرخه پخت کامپوزیتها

فرایند پخت پلیمرهای گرماسخت یک فرایند پیچیده است. این فرایند علاوه بر یک واکنش چندفازی ناهمگن شامل تمام پدیده های انتقال نظیر حرارت، انتقال جرم و جریان سیال می باشد. شرایط مرزی و اولیه و خواص مواد نیز شدیدا وابسته به شرایط محیطی و زمان می باشند. این مسئله بخصوص در مورد رزینهای فنلیک پیچیده تر است، زیرا بدلیل نوع خاص واکنش پخت آنها (پلیمریزاسیون تراکمی)، برخی محصولات جانبی (عموما بصورت گازی شکل) آزاد می شود. این محصولات در قطعات کامپوزیتی بصورت حباب باقی می مانند که پس از سخت شدن بصورت حفره ظاهر می شوند و شدیدا بر خواص مکانیکی و فیزیکی قطعه اثر نامطلوب می گذارد. در صورتیکه از قطعه کامپوزیتی خواص بالایی مدنظر باشد نیاز به زدودن این حفره ها خواهد بود. این کار عموما باکنترل دائمی چرخه پخت و بهینه کردن ان صورت می پذیرد. در این پروژه پس از تعیین مشخصات مواد اولیه به کمک چند آزمون، چرخه پخت اولیه ای برای رزین فنلیک در دو سیستم مجزا در نظر گرفته شد. سپس شرایط پخت بهینه برای این دو حالت مختلف با توجه به آزمونهای انجام شده، تعیین گردید. سیستم نخست یک قطعه کامپوزیتی دو لایه از الیاف آزبست نوع کریزوتایل و رزین فنولی نوع رزول ‏‎il-800‎‏ می باشد. بهینه سازی این سیستم با مشاهده اثر شرایط پختی آن بر خواص مکانیکی شامل خواص خمشی و ضربه، و خواص فیزیکی شامل درصد الیاف و درصد حفره صورت پذیرفت و در نهایت دمای ‏‎170c‎‏ و فشار 100-80 بار و زمان 30 دقیقه مناسب تشخیص داده شد. سیستم دوم نیز یک فوم فنولی نوع نووالاک بوده است که با لاستیک ‏‎nbr‎‏ چقرمه شده است. آزمونهای مکانیکی مورد استفاده در این سیستم، آزمون رئومتر و کشش بوده است. بهترین شرایط پختی برای این سیستم دمای پخت ‏‎180c‎‏، فشار قالبگیری 10 بار و زمان فرآیند قالبگیری در حدود 20 دقیقه بدست آمده است.