بررسی خودترمیم شوندگی نانوکامپوزیت اپوکسی/ نانورس با استفاده از عامل پلی(اتیلن-کو-متااکریلیک اسید)

نانوکامپوزیت های اپوکسی/ نانورس اگرچه کاربردهای بسیاری دارند اما نقطه ضعف اصلی آن ها، همانند سایر کامپوزیت ها، آسیب دیدگی ناشی از اعمال نیرو یا ضربه است که منجر به ایجاد ترک هایی در آن ها شده و بر خواص مختلف آن ها اثر می گذارد. ترک های قابل مشاهده و به خصوص ترک های سطحی، قابل ترمیم هستند اما تخریب در نواحی داخلی از طریق آزمون های غیر مخرب مشخص می گردد. از آنجا که انجام این آزمون ها در هر مکانی مقدور نیست و گاهی هزینه بر هستند، ایجاد خودترمیم شوندگی در این نانوکامپوزیت ها اهمیت می یابد. هدف از این پژوهش ایجاد خودترمیم شوندگی در این نانوکامپوزیت با استفاده از عامل پلی(اتیلن-کو- متااکریلیک اسید) (emaa) است. در مرحله اول این پژوهش، نانوکامپوزیت هایی شامل 3 درصد وزنی نانورس و با شرایط فرآیندی مختلف تهیه شدند. با استفاده از آزمون پراش اشعه ایکس، شرایط فرآیندی نهایی تعیین شدند. در مرحله دوم، با استفاده از این شرایط، نانوکامپوزیت هایی شامل 0، 1، 3 و 5 درصد وزنی نانورس تهیه شده و تحت آزمون کشش قرار گرفتند. با بررسی نتایج این آزمون، درصد بهینه نانورس (1 درصد وزنی) در نانوکامپوزیت به دست آمد. در مرحله سوم، از این ترکیب درصد برای تولید نانوکامپوزیت های خودترمیم شونده استفاده شد. به این منظور نانوکامپوزیت هایی شامل 5 و 15 درصد حجمی emaa تهیه شدند و تحت آزمون های کشش و خمش قرار گرفتند. بازده ترمیم شوندگی از نتایج آزمون خمش سه نقطه ای به دست آمد. آزمون کشش نانوکامپوزیت های خودترمیم شونده نشان می دهند که با افزایش مقدار emaa مدول نانوکامپوزیت به شدت افت کرده ولی استحکام و کرنش شکست افزایش یافته است. طبق نتایج آزمون خمش، نانوکامپوزیت دارای 5 درصد حجمی emaa، بازده ترمیم 66 درصدی و بازیابی پیک نیرو 68 درصدی دارد. این اعداد برای نانوکامپوزیت دارای 15 درصد حجمی emaa به ترتیب 63 و 85 درصد هستند. بازده ترمیم شوندگی هر دو نانوکامپوزیت، تقریباً برابر است اما به علت بازیابی بیشترِ پیک نیرو می توان نتیجه گرفت که نمونه ی دارای 15 درصد حجمی emaa بهتر عمل کرده است. با این وجود در موارد کاربردی که حداکثر نیروی قابل تحمل، ملاک انتخاب نباشد نانوکامپوزیت دارای 5 درصد حجمی emaa نیز می تواند به خوبی عمل کند.