بررسی تجربی خواص سطحی نانوکامپوزیت حاوی نانولوله های کربنی در فرآیند برش لیزری

برای تغییر دادن و بهینه کردن خواص فیزیکی و شیمیایی پلیمرها، آنها را با یک فاز تقویت کننده کامپوز یا ترکیب می کنند. به کامپوزیت هایی که حداقل یکی از ابعاد فاز پرکننده در آن در مقیاس نانو باشد، نانوکامپوزیت اتلاق می گردد. نانولوله های کربنی به دلیل خواص منحصر به فرد، از اهمیت ویژه ای به عنوان فاز تقویت کننده برخوردار هستند. در پژوهش حاضر ابتدا نانوکامپوزیت پلی¬متیل-متاکریلات (pmma) - نانولوله های چند دیواره کربنی (mwcnt) به روش ذوبی در دستگاه اکسترودر دوپیچ? ناهمسوگرد ترکیب شدند. سپس ورق های نانوکامپوزیتی به ابعاد 5/3×80×175میلی متر به روش قالبگیری تزریقی در شرایط ثابت تولید گردیدند. به منظور مطالع? ساختاری ورق های نانوکامپوزیتی و نحوه پخش و توزیع نانولوله های چند دیواره کربنی از میکروسکوپ روبشی الکترونی (sem) استفاده گردید. به منظور بررسی تاثیر پارامترهای متغیر فرآیند برش لیزری بر خواص سطحی نانوکامپوزیت، پارمترهای ورودی، غلظت نانولوله های کربنی (در چهار سطح 0، 5/0، 1 و 5/1 درصد)، توان لیزر (در سه سطح 60، 90 و 120 وات)، نرخ پیشروی (در سه سطح 3/0، 45/0 و 6/0 متر بر دقیقه) در نظر گرفته شد. طراحی آزمایشات با روش فاکتوریل کامل انجام گردید. سطوح برش خورده نانوکامپوزیت ها توسط لیزر با میکروسکوپ روبشی الکترونی (sem) بررسی گردید. تاثیر هر یک از پارامترهای ورودی، بر منطقه متاثر از حرارت، نرخ وزنی ماده زدوده شده، ارتفاع پلیسه، صافی سطح و مقاومت الکتریکی سطوح برش خورده توسط لیزر در راستای تزریق مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی تصاویر میکروسکوپی الکترونی گرفته شده از سطوح برش خورده آشکار نمود که فرآیند برش لیزری می تواند تعداد برخورد نانولوله ها در سطح نانوکامپوزیت را افزایش دهد. همچنین نتایج نشان داد، با افزایش غلظت نانولوله های کربنی، منطقه متاثر از حرارت بزرگتر شده و ارتفاع پلیسه و نرخ مواد زودوده شده کاهش می یابد. یافته ها به وضوح نشان می دهند، افزایش درصد نانولوله های کربنی منجر به افزایش زبری سطوح می شود. تاثیرگذاری شدید سرعت پیشروی لیزر بر تمامی متغیرهای خروجی از نکات مهمی است که از جمع بندی نتایج حاصل می شود. کاهش قابل ملاحظه مقاومت الکتریکی سطحی به کمتر از k?1 پس از برش لیزری از سایر نتایج مهم است. این تغییر اساسی به علت افزایش تعداد برخورد نانولوله ها در سطح است که اثبات می کند بکارگیری لیزر هدایت الکتریکی سطحی نانوکامپوزیت مطالعه شده را بهبود می بخشد.