تهیه نانو کامپوزیت های هیبریدی بر پایه رزین یورتان اکریلات الیاف طبیعی نانو رس و بررسی خواص آنها

به دلیل ویسکوزیته پایین و خواص ضد اشتعال و پخت نسبتاً آسان، رزین های یورتان-اکریلات مورد توجه می باشند. از طرفی الیاف طبیعی با منابع تجدید شونده، قیمت پایین، دانسیته کم و خواص ویژه بالا، از قابلیت ویژه ای برای استفاده در کامپوزیت ها برخوردار می باشد. اما جذب رطوبت نسبتاً زیاد و آتش گیر بودن آن ها، در مقایسه با الیاف کربن و شیشه، کاربری آن ها را محدود نموده است. تلفیق رزین یورتان-اکریلات با الیاف طبیعی می تواند خواص خوبی به لحاظ فیزیکی و مکانیکی ایجاد نماید. از طرفی حضور ذرات در ابعاد نانو می تواند بر خواص مکانیکی، حرارتی و جذب آب آن ها اثرات مطلوبی داشته باشد. در فاز اول این پروژه رزین یورتان-اکریلات (modar) با نانو رس در درصد های وزنی مختلف با استفاده از هموژنایزر و حمام اولتراسونیک تلفیق شد. ساخت نمونه های مورد نیاز جهت انجام آزمون های فیزیکی و مکانیکی با استفاده از قالب سیلیکونی و به روش ریخته گری انجام شد. پخش نانو ذرات با استفاده از تکنیک های tem، xrd و اندازه گیری ویسکوزیته بررسی شد. خواص مکانیکی شامل (کشش، خمش و ضربه) و خواص فیزیکی نانو کامپوزیت های حاصله شامل (سختی، سرعت سوختن و جذب آب) مورد بررسی قرار گرفت. در فاز دوم تحقیق، الیاف طبیعی فلاکس توسط عامل اتصال دهنده سیلانی با نام تری اتو کسی وینیل سیلان آماده سازی شد. با این توصیف به جهت مشاهده اثر عامل اتصال دهنده سیلانی و همچنین پخش نانو ذرات خاک رس در کامپوزیت و نانوکامپوزیت های هیبریدی حاصله، این بخش از پروژه به سه قسمت تقسیم شد: در قسمت اول، کامپوزیت های بر پایه رزین یورتان-اکریلات تقویت شده با الیاف اصلاح نشده (frp) تهیه شد تا با ورود عامل اتصال دهنده سیلانی در قسمت دوم، اثر بهبود فصل مشترک در خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت های تقویت شده با الیاف سیلانی اصلاح شده (frst) مورد بررسی قرار گیرد. در قسمت سوم نیز به منظور تأثیر نانو ذرات خاک رس بر خواص فیزیکی و مکانیکی نانو کامپوزیت های هیبریدی تقویت شده با الیاف فلاکس اصلاح شده (frstn)، از نانو کامپوزیت حاوی 3درصد وزنی نانو کلی که در فاز اول به لحاظ تکنیک های شناسایی و خواص به عنوان بهینه ترین فرمولاسیون انتخاب شده بود به عنوان فاز ماتریس مورد استفاده قرار گرفت. کامپوزیت ها و نانو کامپوزیت های هیبریدی تقویت شده با الیاف اصلاح شده و اصلاح نشده توسط فرآیند قالب گیری رزین تحت خلاً تهیه شد. بهبود فصل مشترک کامپوزیت و نانو کامپوزیت های هیبریدی فوق به وسیله عامل اتصال دهنده سیلانی توسط تصاویر sem دنبال شد. وجود نانو ذرات خاک رس و عامل اتصال دهنده سیلانی به ترتیب در ماتریس پلیمری و سطح الیاف طبیعی، توسط تکنیک edxa بررسی شد. در انتها خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت و نانو کامپوزیت های هیبریدی تهیه شده در فاز دوم اندازه گیری شد و اثرات عامل اتصال دهنده سیلانی و نانو ذرات خاک رس در آن ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزودن نانو ذرات خاک رس در بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت های تهیه شده در فاز اول موثر بوده که بهینه ترین خواص، در نانو کامپوزیت های حاوی 3 درصد وزنی نانو ذرات خاک رس مشاهده شده است. همچنین مشاهده شده که اصلاح الیاف کتان، توسط تری اتوکسی وینیل سیلان و پس از آن افزودن نانو ذرات به کامپوزیت های اصلاح شده، خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت های تقویت شده با الیاف در فاز دوم را بهبود داده است.