بررسی تجربی خواص مکانیکی کشش و ضربه در نانوکامپوزیت‌های هیبریدی پایه پلیمری به روش رویه پاسخ

نویسندگان

1 مهندسی مکانیک، واحد شوشتر، دانشگاه آزاد اسلامی ، شوشتر، ایران

2 استادیار و عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد اندیمشک

3 مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

doi
10.22034/joae.2022.338348.1097
چکیده

در این تحقیق، خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌های هیبریدی با زمینه پلیمری پلی‌پروپیلن و اتیلن‌پروپیلن‌دی‌ان‌مونومر تقویت شده با نانوصفحات‌گرافن، نانوخاک‌رس و الیاف شیشه به روش رویه پاسخ بررسی شده است. ترکیبات شامل 0، 1 و 2 درصد وزنی نانوصفحات‌گرافن0، 3 و 6 درصد وزنی نانوخاک‌رس 0، 10 و20 درصد وزنی الیاف شیشه 0، 5 و 10 درصد وزنی اتیلن‌پروپیلن‌دی‌ان‌مونومر می‌باشند که توسط یک مخلوط‌کن داخلی و یک دستگاه پرس داغ تهیه شدند. آزمون کشش برای تعیین استحکام کششی و مدول کششی و آزمون ضربه برای تعیین استحکام ضربۀ ترکیبات انجام شدند. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی جهت مشاهدۀ نحوۀ پراکندگی ذرات نانو و الیاف شیشه در زمینۀ پلیمری استفاده شدند. نتایج نشان می دهد که نانو صفحات‌گرافن و نانو خاک ‌رس در درصدهای بالا دچار کلوخگی شده‌اند. حضور نانوصفحات‌گرافن در درصدهای وزنی پایین استحکام ضربه، استحکام کششی و مدول کششی را به ترتیب 23، 46 و 16 درصد افزایش داده است.افزودن نانورس در درصدهای وزنی پایین باعث افزایش 21% استحکام کششی و در درصدهای وزنی بالا باعث کاهش خواص مکانیکی شده است. افزودن الیاف شیشه باعث افزایش 18% و 24% استحکام ضربه و مدول کششی شده و استحکام کششی را ابتدا افزایش و سپس کاهش داده است. نتایج نشان می دهد که افزودن اتیلن‌پروپیلن‌دی‌ان‌مونومر استحکام ضربه را 57% افزایش داده در صورتیکه بر روی خواص کششی ماده تأثیر کاهشی داشته است.