بررسی نانوکامپوزیت پایه اپوکسی آلیاژ شده به منظور اصلاح خواص مکانیکی و بهینه سازی به کمک مدلسازی آماری

رزین های اپوکسی بدلیل ماهیت ترد و شکننده از مقاومت پایینی در مقابل ضربه و رشد ترک برخوردار است. همچنین این طبیعت ترد باعث پایین بودن قابلیت این ماده در دفع (دمپ) ارتعاشات بوجود آمده در ماده می باشد . به همین دلیل سالهاست که مسئله افزایش چقرمگی اپوکسی مورد توجه محققان قرار گرفته است. از جمله تکنیک های استفاده شده اضافه کردن فاز دیگری از مواد که معمولا" لاستیک ها و ترموپلاستیک ها هستند به ماتریس اپوکسی می باشد. این تکنیک ممکن است مقاومت در برابر ضربه و دمپینگ را در اپوکسی به خاطر وجود فاز لاستیکی در ماتریس تقویت کند ولی اشکال عمده این روش افزایش شدید ویسکوزیته ماتریس و در نتیجه عدم برقراری کامل پیوندهای عرضی و در نتیجه از دست دادن سایر خواص مکانیکی مانند خواص کششی، خمشی و ... و همچنین خواص سینیتیکی مانند پایداری حرارتی اپوکسی می شد. در چند ساله اخیر و با کشف و تولید نانوذرات گزارشات متعددی از بهبود قابل ملاحضه خواص مکانیکی اپوکسی با اضافه کردن نانو مواد با ساختارهای پودری، الیافی و لایه ای منتشر شده است. استفاده از نانو ذرات به دلیل سایز کوچکشان تاثیر منفی چندانی در بالا رفتن ویسکوزیته مواد نداشته و همچنین به دلیل سطح ویژه ی بالای این مواد برهمکنش بسیار خوبی بین آنها و ماتریس زمینه بوجود می آید. به همین دلیل به نظر می رسد استفاده همزمان از استحکام دهنده پلیمری و مواد تقویت کننده نانو ساختار روش مناسبی برای بهبود قابل ملاحضه خواص مکانیکی با کمتربن تاثیر منفی روی سایر خواص سینیتیکی ومورفولوژیکی ماده می باشد. در این پایان نامه در مرحله اول به مطالعه رفتار هر یک از مکانیزم های استفاده از silica به عنوان نانوذره پودری، clay به عنوان نانوذرات لایه ای و cnt به عنوان نانوذرات فیبری و همچنین ترم آلیاژی hips به صورت مجزا پرداخته و میزان کارکرد هر یک از آنها برای تقویت خواص مکانیکی رزین اپوکسی را بررسی می کنیم. نتایج تست ها در قالب گرافهای تنش-کرنش و جداول به تفصیل ارائه می گردد. در مرحله دوم بعد از مشخص شدن بهترین و سازگارترین مواد به منظور ارتقای خواص مکانیکی به مطالعه، ساخت و تست خواص مکانیکی ترکیبات هیبریدی سه گانه شامل رزین، فاز ترموپلاستیک و فاز نانو مواد پرداختیم. پارامترهای کمی زیادی در انجام آزمایش موثرند که از آن جمله درصد وزنی هاردنر، درصد وزنی ماده استحکام دهنده ترموپلاستیکی، درصد وزنی نانو مواد می باشد. به منظور ارائه مدلب جهت پیش بینی رفتار از مدل ccd بر پابه طراحی آزمایش استفاده شده است. در نهایت سطوح بهینه مدل ارائه شده توسط الگوریتم ژنتیک بدست آمده و اعتبار آن را با با ساختن نمونه هایی در آن سطوح و انجام تست ها می سنجیم. تست های مورد آزمایش، تست کشش، خمش، فشار، ضربه و دمپینگ می باشد.