بررسی تاثیر نانو رس در فرآیند ساخت و عملکرد میلگرد کامپوزیتی بر پایه پلی استر غیر اشباع تهیه شده به روش پالتروژن

یکی از موضوعاتی که در میلگردهای کامپوزیتی مطرح است، افزایش استحکام اتصال آنها به بتن است. استحکام آج بستگی به استحکام برشی ناهمواری های ایجاد شده در سطح میلگرد دارد. هدف اصلی این پروژه، افزایش استحکام برشی رزین مورد استفاده در ساخت میلگرد کامپوزیتی با آج ماسه ای با استفاده از مواد نانو بود. بدین منظور سه نوع نانو رس cloisite 15a، cloisite 30b و cloisite 10a بر اساس تفاوت فاصله بین صفحات و نوع اصلاح کننده (سازگار و غیر سازگار با رزین) انتخاب شد و به روش مذاب، در دو دمای 40 و oc 120 و در نسبت های 1، 5/2، 5 و phr 7 با رزین پلی استر غیراشباع فاقد استایرن مخلوط شدند. آزمون های رئولوژی آمیزه های فوق نشان داد که گرانروی نمونه های تهیه شده در دمای oc 40، با افزایش دما ابتدا کاهش می یابد ولی پس از آن ثابت می ماند. آزمون xrd نشان دهنده میان لایه ای شدن نانو ذرات بود ولی بررسی های tem تنها کاهش ضخامت ذرات نانو را تایید نمود و در عین حال بازده اختلاط برای آمیزه های حاوی cloisite 15a بیشتر بود. بر اساس شواهد آزمایشگاهی، به نظر می رسد که تشکیل یک شبکه فیزیکی از زنجیره های پلیمری و ذرات نانو در نمونه های اختلاط oc 40 منشاء رفتارهای مشاهده شده در آزمون های رئولوژی است. بر اساس میزان افزایش گرانروی، نمونه های حاوی phr 5 از cloisite 15a، برای آزمون های بعدی انتخاب و به آمیزه های نانوکامپوزیت فوق، استایرن اضافه و سپس پخت شدند. آزمون های برشی نشان داد که 30% استحکام برشی رزین افزایش یافته است. سپس رزین فوق برای ساخت میله های پالتروژنی تقویت شده با الیاف شیشه تک جهتی به قطر mm 10، و چسباندن آج ماسه ای روی آن استفاده شد. حضور نانورس در آمیزه رزین، علاوه بر افزایش ویسکوزیته، سبب تسریع پخت آمیزه نیز می شد. این دو پدیده تاثیر متضادی بر نیروی کشش داشتند، به نحوی که افزایش ویسکوزیته، نیروی کشش را افزایش و تسریع پخت آن را کاهش می داد. برآیند هر دو عامل، تعیین کننده تغییرات نیروی کشش بود بر نیروی کشش فرآیند پالتروژن تاثیر می گذاشت. آزمون های مکانیکی روی میله های پالتروژنی بین 11 تا 28% بهبود در خواص خمشی و برشی میلگردها نشان داد. بررسی های sem نیز نمایانگر بهبود چسبندگی رزین و الیاف بود. در نهایت از آمیزه نانوکامپوزیت حاوی phr 5 از cloisite 15a به عنوان چسب آج ماسه ای میلگردها استفاده شد، که 19% استحکام اتصال میلگرد به بتن را افزایش داد.