ساخت و تعیین مشخصه های الیاف کامپوزیتی مشتمل بر نانولوله های کربنی و مواد بیوپلیمر

امروزه کامپوزیتهای حاوی نانولوله های کربنی و مواد بیوپلیمر با توجه به خواص مکانیکی، الکتریکی، حرارتی و نوری بهبود یافته و علاوه بر آن زیست سازگاری مناسب، دارای کاربردهای فراوانی در زمینه های مختلف مانند مهندسی، پزشکی و بسیاری از صنایع دیگر هستند. ساختارهای مختلفی از این کامپوزیتها تهیه شده است که ساختار لیفی، با توجه به آرایش یافتگی پرکننده و ساختمان نسبتا" تک بعدی، از جمله مهمترین آنها می باشد. در این پایان نامه دو نوع از الیاف کامپوزیتی، الیاف کیتوسان- نانولوله کربنی چند لایه و همچنین فیبروئین- نانولوله کربنی چند لایه ، با استفاده از روش ترریسی ساخته شدند. عامل دارشدن سطح نانولوله های کربنی توسط بیوپلیمرهای کیتوسان و فیبروئین با استفاده از تکنیکهای طیف سنجی مادون قرمز و رامان بررسی شد. خواص مختلف رئولوژیکی، مکانیکی، الکتریکی و حرارتی نمونه های منتخب پس از تهیه محلول ریسندگی و پس از ساخت الیاف مورد بررسی قرار گرفتند. محلولهای ریسندگی کیتوسان - نانولوله کربنی چند لایه و همچنین فیبروئین- نانولوله کربنی چند لایه از خود رفتار غیر نیوتونی نشان داده و ویسکوزیته آنها در اثر برش کاهش می یابد. تصاویر تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح مقطع الیاف نشانگر توزیع یکنواخت نانولوله های کربنی مجزا در ماتریس بیوپلیمری می باشد و همچنین در اثر افزایش نانولوله های کربنی افزایش قابل ملاحظه ای در تخلخل الیاف مشاهده شد. نتایج کسب شده از ارزیابی میزان رسانایی نمونه های الیاف با درصدهای مختلف - نانولوله کربنی چند لایه نشان دهنده هدایت الکتریکی در آستانه نفوذ برای الیاف کیتوسان - نانولوله کربنی چند لایه مقدار s/cm 107/0 و الیاف فیبروئین- نانولوله کربنی چند لایه مقدار ms/cm 1111/0می باشد. بررسی های صورت گرفته در زمینه خواص مکانیکی الیاف کیتوسان حاوی نانولوله های کربنی نشان دهنده %8/81 افزایش در مدول یانگ و %94/87 افزایش در استحکام نمونه ها در اثر افزایش % 0/1 نانولوله کربنی به الیاف می باشد. در الیاف فیبروئین حاوی نانولوله های کربنی به دلیل بوجود آمدن تبلور بالا در اثر حمام انعقاد الکلی انجام تستهای مکانیکی روی این الیاف امکان پذیر نبود. تستهای آنالیز حرارتی الیاف و تجزیه گرمایی تفاضلی و همچنین گرماسنجی پویشی تفاضلی نشان دهنده بهبود پایداری حرارتی هر دو نوع لیف کامپوزیتی می باشد بطوریکه دمای نهایی تخریب حرارتی الیاف کیتوسان از °c459 در الیاف خالص به °c537 در الیاف کامپوزیتی و در الیاف فیبروئین از °c245 در الیاف خالص به °c270 در الیاف کامپوزیتی می رسد.