مدل ساختاری رفتار ویسکوالاستیک پلیمر تقویت شده با لوله کربن نانو

خواص مکانیکی، حرارتی و الکتریکی فوق العاده نانو لوله ها (cnts) سبب شده است که این نانو ساختارها به عنوان یکی از بهترین فاز های تقویت کننده در پلیمر مطرح شوند. عوامل متعددی همچون حالت خمیده این نانو لوله ها، نحوه پراکندگی آنها در داخل پلیمر، خواص مکانیکی فاز میانی و غیره، از عوامل تعیین کننده در خواص کلی نانو کامپوزیت های تقویت شده با نانو لوله ها می باشد. در این پروژه به یکی دیگر از خواص این نانو کامپوزیت ها که رفتار ویسکوالاستیک آنها می باشد، اشاره می شود. از آنجاییکه ابعاد پیوند های مولکول کربن و پلیمر یکسان است، فاز میانی در این نانو کامپوزیت ها از حجم وسیعتری نسبت به کامپوزیت های معمولی برخوردار است. در این پروژه cnts را به همراه فاز میانی به عنوان لیف معادل در نظر گرفته و خواص آن را با استفاده از مدلسازی مکانیک پیوسته (ecm) بدست می آوریم. رفتار این لیف معادل، ایزوتروپ عرضی و الاستیک است که فرض می شود در داخل پلیمری ایزوتروپ با خواص ویسکوالاستیک خطی قرار می گیرد و تشکیل نانو کامپوزیت دو فازی را می دهد. در این تحقیق با استفاده از مدل میکرومکانیک mori-tanaka (mt) و استفاده از اصل وابستگی دینامیکی (dcp) خواص کلی کامپوزیت پیشبینی می گردد. برای این منظور از تبدیل لاپلاس-کارسن و حل الاستیک برای پیش بینی رفتار ویسکوالاستیک مورد استفاده قرار گرفته است. در این شرایط، رفتار کلی کامپوزیت، ایزوتروپ عرضی (در صورت توزیع یکنواخت، در یک جهت) و یا ایزوتروپ (درصورت توزیع تصادفی نانو لوله ها) و ویسکوالاستیک خواهد بود. در نهایت با حل عددی معادلات حاصل، اثر پارامتر های موثر از جمله نسبت منظری و درصد حجمی نانو لوله و جهت گیری آنها در داخل پلیمر، بر خواص کلی نانو کامپوزیت بررسی خواهد شد. نتایج ارائه شده، تشابه مناسبی با نتایج تحلیلی و تجربی گذشته دارد.