نام پژوهشگر: هرمز غلامی
هرمز غلامی مجید بنیآدم
در این پژوهش خواص کامپوزیت رزین اپوکسی و نانولولههای کربنی خام (کامپوزیت cnt) و نانولولههای اصلاح شده با مایعات یونی (کامپوزیت cnt/ils) مورد مقایسه قرار گرفتهاند. برای انجام آزمایشات ابتدا نانولولههای کربنی و مایع یونی به صورت یک ترکیب باکیژل در آمده و سپس با رزین اپوکسی مخلوط شد. نتایج حاصل از آزمونهای رسانایی الکتریکی، ضریب دیالکتریک و استحکام کششی کامپوزیتهای cnt حاکی از آن است که نانولولههای کربنی تا کسر جرمی 1% به خوبی در کامپوزیت پراکنده شده و پس از آن شروع به کلوخه شدن می کنند. همچنین بر اساس این آزمایشات می توان گفت که خواص الکتریکی، مکانیکی و دی الکتریک کامپوزیتهای cnt بر حسب درصد مایع یونی به سه ناحیه تقسیم بندی می شوند. به عبارت دیگر افزایش کسر جرمی مایع یونی تا 10 برابر مقدار نانولوله کربنی، موجب کاهش رسانایی الکتریکی و ضریب دیالکتریک و همچنین افزایش استحکام کششی کامپوزیت میشود. با توجه به تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گرفته شده این بهبود را می توان به بهبود پراکندگی نانولولههای کربنی و افزایش فاصله بین آنها در حضور مایع یونی نسبت داد. مقادیر بیشتر مایع یونی تا 50 برابر نانولوله کربنی، رسانایی الکتریکی و ضریب دیالکتریک کامپوزیت را افزایش داده و استحکام کششی آن را کاهش میدهد. افزایش رسانایی الکتریکی و ضریب دیالکتریک، به تشکیل قطرات مایع یونی در کامپوزیت و درنتیجه نزدیک شدن نانولولهها به یکدیگر نسبت داده شده است. در مقابل کاهش استحکام کششی نیز میتواند به دلیل ایجاد حفرههای میکرونی نسبت داد که وجود آنها به کمک تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی در کامپوزیت مشهود بود. همچنین باید در نظر داشت که در این حالت به دلیل حضور قطرات مایع یونی، پخت کامل کامپوزیت مقدور نمی باشد. علاوه بر این، نتایج بدست آمده از آزمون وزنسنجیگرمایی نشان دهنده کاهش پایداری حرارتی کامپوزیت می باشد. در حالتی که مایع یونی بیشتر از 50 برابر نانولوله کربنی باشد، رسانایی الکتریکی و ضریب دیالکتریک مجددا کاهش مییابند. این روند نزولی می تواند به دلیل حل شدن نانولولهها در مایع یونی با بزرگ شدن قطرات آن و در نتیجه افزایش فاصله بین نانولولهها باشد. مطالعه دیگر انجام شده مربوط به تاثیر چهار نوع مایع یونی گلیسلین، اتالین، رلین و اگزالین میباشدکه بر اساس آن مایع یونی گلیسلین علیرغم رسانایی الکتریکی کمتر نسبت به اتالین، بیشترین بهبود را در رسانایی الکتریکی و ضریب دیالکتریک کامپوزیتهای cnt/ils ایجاد کرده است. با توجه به تصاویر میکروسکوپ نوری این نتیجه به پراکندگی خوب قطرات گلیسلین در کامپوزیت نسبت داده شده است. در حالی که اتالین در کسرهای جرمی پایینتری نسبت به گلیسلین تشکیل فاز پیوسته داده و نانولولهها را در خود حل میکند.