کلیدواژه‌ها = خواص مکانیکی
مهندسی پلیمر و علوم و مهندسی مواد

اثر نانوذرات سلولزی بر رفتار تخریب گرمایی نانوکامپوزیت‌های اپوکسی: پیشرفت‌های نوین

دوره 10، شماره 1، بهار 1405، صفحه 11-25

محمد حسین کرمی، امید معینی جزنی، محمد علی اطمینانی اصفهانی، علی کردی

چکیده موضوع تحقیق: نانومواد سلولزی، شامل نانوبلور سلولز، نانوالیاف سلولزی و سلولز باکتریایی، به‌دلیل وزن کم، استحکام مکانیکی بالا، مدول کشسانی مناسب و قابلیت تجدیدپذیری، به‌عنوان تقویت‌کننده‌های مؤثر در ماتریس‌های اپوکسی موردتوجه گسترده قرار گرفته‌اند. بااین‌حال، آب‌دوستی ذاتی این نانوذرات و چسبندگی ضعیف آن‌ها با رزین اپوکسی، چالش‌هایی اساسی در بهبود عملکرد مکانیکی و حرارتی نانوکامپوزیت‌ها ایجاد می‌کند. ازاین‌رو، اصلاح سطح نانوذرات سلولزی به‌عنوان راهکاری کلیدی برای ارتقای سازگاری بین فازها و بهبود خواص نهایی نانوکامپوزیت‌های اپوکسی مطرح است.
روش تحقیق: در این پژوهش، مطالعات منتشرشده در بازه زمانی ۲۰۲۳ تا ۲۰۲۵ مورد مرور و تحلیل قرار گرفته‌اند. تمرکز اصلی بر روش‌های مختلف اصلاح سطح نانوذرات سلولزی، از جمله استفاده از سیلان‌ها، پوشش‌های آب‌گریز، واکنش‌های استری‌شدن و سایر اصلاحات شیمیایی بوده است. این روش‌ها با هدف کاهش آب‌دوستی نانوالیاف، افزایش چسبندگی بین فاز تقویت‌کننده و ماتریس اپوکسی و بهبود پراکندگی یکنواخت نانوذرات در ساختار نانوکامپوزیت‌ها بررسی شده‌اند.
نتایج اصلی: نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که اصلاح سطح نانوذرات سلولزی، از طریق بهبود برهم‌کنش فصل مشترک و توزیع یکنواخت در ماتریس اپوکسی، موجب افزایش محسوس دمای آغاز و بیشینه تخریب حرارتی، کاهش نرخ تخریب و افزایش مقدار زغال باقی‌مانده در دماهای بالا می‌شود. این اصلاحات همچنین با کاهش تجمع نانوالیاف، منجر به افزایش قابل‌توجه مقاومت کششی، مدول کشسانی و سفتی و بهبود رفتار شکست و مهار گسترش ترک‌ها می‌شود. نتایج کمی حاکی از آن است که نوع روش اصلاح سطح، ماهیت و تراکم گروه‌های عاملی، درصد بهینه بارگذاری و یکنواختی پراکندگی نانوالیاف نقش کلیدی در میزان ارتقای خواص حرارتی و مکانیکی ایفا می‌کنند. در مجموع، این مقاله با جمع‌بندی پیشرفت‌های اخیر، چارچوبی کمی، منظم و مهندسی‌شده برای طراحی نانوکامپوزیت‌های اپوکسی پایدار، مقاوم و قابل‌کاربرد در دماهای بالا و محیط‌های صنعتی چالش‌برانگیز ارائه می‌دهد.

مهندسی پلیمر و علوم و مهندسی مواد

تبدیل الیاف قدیمی به کامپوزیت‌های پلیمری پیشرفته

دوره 9، شماره 4، زمستان 1404، صفحه 26-31

سبحان صادقی، هلما وکیلی

چکیده موضوع تحقیق: در این پژوهش، راهکاری نوین برای احیای پارچه‌های قدیمی کولار و بازآفرینی آن‌ها برای استفاده مجدد در ساخت قطعات پیشرفته کامپوزیتی پلیمری ارائه شده است. کولار به‌عنوان لیف پلیمری با استحکام کششی بالا و مقاومت چشمگیر در برابر ضربه و حرارت، در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، هوافضا و ساخت تجهیزات حفاظتی به‌کار می‌رود. این تقویت‌کننده به‌تنهایی پیوند مناسبی با رزین‌های پلیمری به‌دست نمی‌دهد و برای ایجاد پیوند قوی از سازگارکننده استفاده می‌شود که دارای عمری مفید بوده، خواص فیزیکی و مکانیکی آن‌ به مرور زمان به‌علت تأثیرات محیطی مانند رطوبت، پرتو فرابنفش و دمای بالا تضعیف می‌شود.
روش تحقیق: در این پژوهش از بین روش‌های حرارتی، مکانیکی، شیمیایی، پلاسمایی، نانوذرات و لایه‌نشانی برای احیای پارچه‌های کولار تاریخ‌گذشته، روش شیمیایی انتخاب شد. برای این منظور، در ابتدا سه نمونه پارچه تاریخ‌گذشته انتخاب و در نهایت، خواص کششی سه نمونه از پارچه‌های احیاشده با احیانشده طبق استاندارد ASTM D638 مقایسه شد.
نتایج اصلی: نتایج نشان داد که پارچه احیاشده به روش شیمیایی، حدود11.3% استحکام کششی بیشتری نسبت به پارچه‌های احیانشده داشته و فرایند احیای شیمیایی تأثیر مثبتی در بهبود خواص مکانیکی الیاف تاریخ‌گذشته کولار داشته است. این دستاورد، راه را برای بهره‌برداری مجدد از الیاف تاریخ‌گذشته در ساختارهای پیشرفته هموار می‌کند و نشان می‌دهد که فرایند احیای شیمیایی نه‌تنها موجب افزایش استحکام مکانیکی مواد می‌شود، بلکه می‌تواند تأثیرات مثبتی بر دوام و پایداری آن‌ها در برابر عوامل محیطی داشته باشد. به‌علاوه، این تحقیق با ارائه روشی اقتصادی و زیست‌محیطی برای احیای الیاف تاریخ‌گذشته، زمینه‌ای برای کاهش ضایعات صنعتی و استفاده مجدد از مواد پلیمری فراهم می‌کند.

مهندسی پلیمر و علوم و مهندسی مواد

استفاده هم‌زمان از پلی(لاکتیک‌اسید)، نرم‌کننده‌های زیستی و سازگارکننده، روشی مؤثر برای تهیه‌ی نمونه‌های پلی (‌وینیل‌کلرید) با خواص مکانیکی و زیست‌تخریب‌پذیری بهبودیافته

دوره 9، شماره 4، زمستان 1404، صفحه 42-50

علیرضا عزیزی، محمدجواد مهدوی، محسن محمدی، رضا آقازاده

چکیده موضوع تحقیق: پلی (‌وینیل‌کلرید) (PVC, poly (vinyl chloride))، غیرزیست‌تخریب‌پذیر است و استفاده از نرم‌کننده‌های متداول در فرمول‌بندی آن به‌ویژه فتالات‌ها نگرانی‌های قابل‌توجهی از نظر سلامت انسان و آلودگی محیطی ایجاد کرده است. در این پژوهش، ترکیب‌های مختلف PVCو پلی (لاکتیک‌اسید) (PLA, poly (lactic acid)) با نسبت‌های متفاوت در مخلوط‌کن داخلی تهیه شد و اثر میزان پلی (لاکتیک‌اسید) و همچنین تأثیر انواع نرم‌کننده‌ها شامل دی‌اکتیل‌فتالات (DOP, dioctyl phthalate)، دی‌اکتیل‌آدیپات (DOA, dioctyl adipate)، روغن سویای اپوکسید شده (ESO, epoxidized soybean oil) و واکس کلره(Chlorinated paraffin wax) بر خواص مکانیکی و زیست‌تخریب‌پذیری PVCبررسی شد. علاوه ‌بر این، نقش سازگارکننده در بهبود توزیع فازPLA و افزایش سازگاری بین پلیمرها ارزیابی شد.
روش تحقیق: برای مطالعه رفتار مکانیکی، آزمون کشش (Tensile) و آزمون تحلیل دینامیکی (DMTA, dynamic mechanical thermal analysis) و تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM, scanning electron microscopy) برای بررسی مورفولوژی و توزیعPLA انجام شد. همچنین، آزمون زیست‌تخریب‌پذیری برای تحلیل رفتار تخریب نمونه‌ها در محیط انجام شد.
نتایج اصلی: نتایج نشان داد که ترکیب PVC/PLA(90/10)-DOP دارای توزیع مناسب فاز PLA در ماتریس PVC است، درحالی‌که در ترکیب PVC/PLA(80/20)-DOP توزیع نامناسب PLA در PVC مشاهده شد. افزودن سازگارکننده در نمونه PVC/PLA(80/20)-DOP موجب افزایش یکنواختی توزیع فاز PLA و بهبود استحکام کششی شد. نمونه‌های دارای PLA بیشتر، رفتار زیست‌تخریب‌پذیری بهتری نشان دادند که بیانگر نقش PLA به‌عنوان عامل افزایش‌دهنده تجزیه‌پذیری است. مقایسه انواع نرم‌کننده‌ها نشان داد که برخی از نرم‌کننده‌هایی که در این پژوهش استفاده شده است، خواصی مشابه نرم‌کننده DOP دارند و می‌توانند جایگزین مناسبی برای آن باشند. نتایج حاکی از آن است که استفاده هم‌زمان از PLA و نرم‌کننده‌های مناسب مانند ESO و نیز به‌کارگیری سازگارکننده، روشی مؤثر برای تولید نمونه‌های PVC با خواص مکانیکی و زیست‌تخریب‌پذیری بهبودیافته است.

مهندسی پلیمر و علوم و مهندسی مواد

خواص نانوکامپوزیت‌های اپوکسی حاوی نانوذرات اکسیدروی اصلاح شده: مطالعه مروری و تحلیل پیشرفت‌های نوین و بررسی پایداری گرمایی و رفتار تخریب گرمایی

دوره 9، شماره 3، پاییز 1404، صفحه 9-24

محمد حسین کرمی، امید معینی جزنی، علی کردی

چکیده این مقاله مروری به بررسی پیشرفت‌های اخیر در زمینه بهبود خواص مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و ضدخوردگی رزین اپوکسی از طریق افزودن نانوذرات اکسیدروی اصلاح‌شده می‌پردازد. هدف از این مرور، تبیین نقش نوع عامل اصلاح سطحی و درصد وزنی نانوذرات در عملکرد نانوکامپوزیت‌های اپوکسی و ارائه دیدی جامع از یافته‌های پژوهش‌های انجام‌شده در این حوزه است. در این مطالعه مروری، منابع علمی و پژوهش‌های تجربی منتشرشده در زمینه نانوکامپوزیت‌های اپوکسی حاوی نانوذرات اکسیدروی مورد بررسی و تحلیل تطبیقی قرار گرفته‌اند. مقالات منتخب بر اساس معیارهایی همچون نوع اصلاح سطح نانوذرات، روش اختلاط و پراکنش، درصد وزنی نانوذرات و اثر آن‌ها بر خواص مکانیکی و حرارتی رزین اپوکسی تحلیل شده‌اند. همچنین، یافته‌های گزارش‌شده در زمینه استفاده از ساختارهای هیبریدی و اثرات هم‌افزایی آن‌ها جمع‌بندی شده‌است. مرور مطالعات نشان داد که توزیع یکنواخت نانوذرات در ماتریس اپوکسی موجب افزایش چسبندگی بین فازها، جلوگیری از تمرکز تنش و رشد ترک‌ها و در نتیجه بهبود استحکام و دوام ساختار می‌شود. نتایج اغلب پژوهش‌ها حاکی از آن است که بارگذاری‌های پایین نانوذرات (در محدوده ۰٫۲۵ تا ۱ درصد وزنی) به پراکندگی بهتر و بهبود خواص مکانیکی منجر می‌شود، درحالی‌که مقادیر بالاتر باعث تجمع ذرات و افت عملکرد مکانیکی می‌شود. همچنین اصلاح سطح نانوذرات با گروه‌های سیلانی یا آمینی موجب افزایش سازگاری با ماتریس پلیمری، بهبود انتقال تنش و پایداری حرارتی بیشتر شده است. علاوه بر این، مطالعات اخیر نشان داده‌اند که ساختارهای هیبریدی نانوکامپوزیت‌ها با ایجاد اثر هم‌افزایی، موجب ارتقای هم‌زمان چندین ویژگی عملکردی می‌شوند. جمع‌بندی نتایج نشان می‌دهد که استفاده از نانوذرات اصلاح‌شده در رزین اپوکسی چشم‌انداز روشنی برای توسعه مواد پیشرفته در صنایع الکترونیک، نوری، دریایی، پزشکی و هوافضا فراهم کرده است.

مهندسی پلیمر و علوم و مهندسی مواد

بهینه سازی خواص مکانیکی فوم‌های پلی پروپیلن تولید شده با اکسترودر

دوره 5، شماره 1، تابستان 1400، صفحه 105-120

حمیدرضا عظیمی، داود جهانی، امین محبی فر، محمدرضا یزدان پناه

چکیده فوم­های پلاستیکی خوب طراحی شده از نقطه نظر چگالی سلول­ها و اندازه آنها ، باز یا بسته بودن و یکنواخت بودن سلول­ها، در کنار داشتن امتیاز هایی از قبیل مصرف مواد کمتر، ثبات ابعادی بالاتر، فرایندپذیری بهتر و کیفیت سطح مطلوبتر نسبت به پلاستیک های فوم نشده متناظر خود، می توانند خواص مکانیکی و فیزیکی برتری، مانند استحکام به وزن، استحکام به ضربه، خواص حرارتی و دی الکتریکی داشته باشند. چگونگی توزیع دما در نواحی مختلف اکسترودر، کمیت و کیفیت نانوذرات افزودنی و چگونگی توزیع آنها در زمینه پلیمر می توانند تاثیر چشمگیری در خصوصیات مکانیکی فوم های اکسترودر داشته باشند. در این تحقیق با استفاده از دستگاه اکسترودر، فوم‌های میکروسلولی پلی پروپیلن گرافت شده با مالئیک انیدرید با افزودن 3، 7 و 9% وزنی نانو رس اصلاح سطح شده، در سه شرایط دمایی اکسترودر تولید و اثر مواد و فرایندها در خواص مکانیکی مورد تحقیق قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که افزودن نانو رس موجب بهبود خواص مکانیکی فوم پلی پروپیلن گرافت شده با مالئیک انیدرید می شود. به عنوان مثال، نتایج نشان می دهد نمونه های درست شده حاوی 7% رس اصلاح شده سطحی، حدود 10 درصد مقاومت به ضربه یی بیشتری نسبت به نمونه های بدون نانو رس دارا می باشند. همچنین برای همین نمونه ها افزایش حدود 5 درصدی در مدول یانگ نسبت به سایر نمونه ها ثبت شده است. همچنین بررسی های ریزساختاری نمونه‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، نشان دهنده‌ی این است که افزودن نانو رس موجب یکنواخت شدن ساختار فوم و سلول های ریزتر می شود. در این تحقیق، کمترین اندازه متوسط سلولها (5/87 میکرومتر) و پایین ترین دانسیته فوم (3/0 گرم بر سانتی متر مکعب) برای نمونه حاوی 7% رس که در حالت کاری دو تولید شده بود ثبت گردید.

مهندسی پلیمر و علوم و مهندسی مواد

بررسی تأثیر نحوه سرد کردن مخازن پلی اتیلنی تولیدی بروش قالبگیری دورانی بر خواص مکانیکی و حرارتی نهایی

دوره 4، شماره 4، زمستان 1399، صفحه 23-31

علیرضا عبدالجوادی، حسین تیموری تفضل، علی عباس زاده، علی فروزان

چکیده چکیده
موضوع تحقیق: استفاده از مخازن پلی اتلینی چند لایه از جمله اقداماتی است که در سال­های اخیر برای مقابله با مشکل خشکسالی و کمبود منابع آبی به میزان بسیار زیادی مورد توجه قرار گرفته است. شرایط تولید صحیح تا حدود زیادی باعث استحکام بالای این مخازن و کاربری بیشتر آنها خواهد شد.
روش تحقیق: در این پژوهش به بررسی تأثیر فرایند سرد کردن بر خواص نهایی نمونه­های مخازن پلی­اتیلنی تهیه شده به روش قالبگیری دورانی پرداخته شده است. سه روش متفاوت سرد کردن با آب، سرد کردن با هوا و سرد کردن ساکن انتخاب شد و خواص مکانیکی و حرارتی آنها بررسی شد.
نتایج اصلی: نتایج آزمون کشش نشان می­دهد هرچه مخزن با سرعت بالاتری سرد شود، میزان کشیدگی در نقطه پارگی بالاتری خواهد داشت. همچنین این آزمون نشان داد که روش سردکردن با هوا میزان کشیدگی در نقطه پارگی پایین­تری نسبت به دو روش دیگر دارد. در بخش نتایج خواص حرارتی مشخص شد که سرعت بالاتر سرد کردن باعث ایجاد بلورهای ضخیمتر در قطعه می­گردد که انرژی بالاتری برای غلبه بر این بلورهای ضخیم مورد نیاز است. با توجه به نتایج خواص حرارتی و با استفاده از آزمون دمای نرم­شدگی مشخص گردید که هرچه سرعت سرد کردن بالاتر باشد، دمای نرم­شدگی بالاتری خواهیم داشت که کاربری مخزن در شرایط دمایی بالا را بهتر خواهد کرد. همچنین آزمون­های نرخ جریان مذاب و دانسیته به منظور تأیید نتایج خواص مکانیکی و حرارتی انجام شدند. آزمون ضربه چارپی در دمای محیط برای تأیید رفتار مکانیکی حاصل از ساختار بلوری انجام شد. نتایج حاکی از آن است که بهترین روش برای سرد کردن، روش سرد کردن بوسیله آب است.

مهندسی پلیمر و علوم و مهندسی مواد

بهینه‌سازی آمیخته‌های سه‌تایی بر پایه پلی‌لاکتیک اسید طبق خواص فیزیکی و زیستی

دوره 4، شماره 1، بهار 1399، صفحه 66-53

سینا کاظمی پاسروی، نادره گلشن ابراهیمی

چکیده افزایش ضایعات پلاستیکی صنعت بسته­ بندی و نگرانی­ ها درباره­ ی مشکلات زیست محیطی آن­ ها، استفاده از زیست ­پلیمرها را مورد توجه محققان بسیاری قرار داده است. بنابراین تهیه فیلم­ های زیست­ تخریب ­پذیر ارزان با خواص مطلوب، به منظور استفاده در صنعت بسته ­بندی می­تواند چالشی جذاب تلقی شود.
در پژوهش حاضر آمیخته­ هایی سه­ تایی بر پایه پلی ­لاکتیک اسید (Poly (Lactic Acid), PLA) بر مبنای طراحی آزمایش (روش مخلوط) تهیه شد. بدین منظور، ابتدا نشاسته ترموپلاستیک (Thermoplastic Starch, TPS) با استفاده از 28 درصد وزنی سوربیتول (Sorbitol) و 14 درصد وزنی گلیسرول (Glycerol) تهیه شد. سپس با استفاده از روش اختلاط مذاب (Melt Mixing)، آمیخته ­ها­ی سه­ تایی پلی­ لاکتیک اسید/ پلی­ کاپرولاکتون (Poly (Caprolactone), PCL)/ نشاسته ترموپلاستیک در ترکیب درصدهای مختلف تهیه شدند. آزمون­ های مورفولوژیکی، فیزیکی (کشش و تراوایی بخار آب)، زیست­ تخریب ­پذیری و هم­چنین رئولوژیکی بر روی نمونه­ ها انجام شد. در پایان نمونه ­ی بهینه با استفاده از نرم­ افزار Minitab تعیین شد.
با بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترون روبشی، ناسازگاری و جدایی فازی در آمیخته­ ها مشاهده شد. با افزایش مقادیر PCL و TPS، به ترتیب افزایش انعطاف­ پذیری به دلیل اثر نرم­ کنندگی (Plasticization Effect) PCL و کاهش خواص مکانیکی مشاهده شد. نتایج آزمون عبورپذیری نشان داد که نمونه­ های حاوی مقادیر کمتر از TPS، به ­دلیل ماهیت آب­ دوستی، و بیشتر از PCL، به ­دلیل افزایش بلورینگی زمینه، دارای تراوایی بخار آب کمتری بودند. هم­چنین تأثیر TPS در آزمون زیست­ تخریب­ پذیری کاملاً مشخص شد، بدین­ گونه که نمونه­ ی حاوی 35 درصد وزنی TPS، حدود 50 درصد از وزن خود را در مدت 14 هفته از دست داد. در انتها نمونه­ ی 25/25/50 (PLA/PCL/TPS) به­ عنوان نمونه­ ی بهینه توسط نرم ­افزار Minitab انتخاب شد. نتایج نشان دادند که فیلم­ های فرمول ­بندی شده در این تحقیق قابلیت استفاده در مواد بسته­ بندی زیست­ تخریب ­پذیر با خواص مکانیکی و سدگری مناسب را دارند.

مهندسی پلیمر و علوم و مهندسی مواد

بررسی اثر نایلون 6،6 و رزین فنولیک بر خواص مکانیکی و حرارتی چسب‌های پایه اپوکسی

دوره 3، شماره 3، زمستان 1398، صفحه 81-92

حسن معلم، امید معینی جزنی، مجید سهرابیان، مریم علی اکبری

چکیده در این پژوهش، هدف طراحی و بهینه­سازی فرمولاسیون چسب­های پایه اپوکسی جهت اتصال قطعات کامپوزیتی به فلز است. بیشترین کاربرد این اتصالات در صنایع هوافضا با هدف کاهش تمرکز تنش در یک نقطه می­باشد. مفاصل، جهت اتصال تک لبه شامل فلز از جنس فولاد ضد زنگ با کد تجاری 316L و کامپوزیت از جنس رزین اپوکسی/ الیاف کربن می­باشند. در این پژوهش اثر سه نوع افزودنی: شامل پرکننده (میکروذرات آلومینا)، نایلون6،6 و رزین فنولیک (نوع رزول)، بر خواص مکانیکی و حرارتی چسب اپوکسی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمون کشش نشان داد که افزایش پرکننده آلومینا سبب افزایش میزان استحکام کششی و برشی همپوشان چسب به ترتیب در نمونه­های دمبلی و اتصال تک لبه می­گردد. همچنین این آزمون نشان داد که افزایش میزان نایلون6.6 هنگامی که از حدی بالاتر رود سبب افت شدید استحکام کششی و برشی همپوشان به ترتیب در هر دو نمونه دمبلی و اتصال تک لبه چسب­ها می­گردد. این حد وابسته به ظرفیت حلقه­های اپوکسی برای جذب هیدروژن­های آمیدی است. در بخش نتایج آزمون بررسی خواص حرارتی (TGA) مشخص گردید که افزایش میزان فنولیک سبب بهبود پایداری حرارتی می­گردد. مناسب بودن نتایج آزمون کشش در دمای بالا نیز تاثیر افزایش رزین فنولیک است. در انتها خواص چسب ساخته شده با چسب مشابه (UHU) مقایسه گردید. نتایج در حالت اتصال تک لبه فلز به کامپوزیت نشان از برتری چسب ساخته شده در این پژوهش را دارد.

مهندسی پلیمر و علوم و مهندسی مواد

بررسی اثر پرکننده سیلیکا و چقرمه کننده پودر تایر ضایعاتی روی خواص مکانیکی و حرارتی چسب-های پایه اپوکسی

دوره 2، شماره 2، تابستان 1397، صفحه 57-73

امید معینی جزنی، مریم علی اکبری، مجید سهرابیان

چکیده در این پژوهش، سه اندازه متفاوت ( µm 100-300-500 ) از پودر لاستیک (تایر ضایعاتی) در فرمولاسیون چسب­­های اپوکسی- فنولیک استفاده شد. از اصلاح شیمیایی پودر تایر آسیابی به روش پیوند زنی مونومر آکریل آمید استفاده شد. به منظور جلوگیری از افت خاصیت مدول و استحکام در اثر افزودن پودر لاستیک به چسب، از میکروذرات سیلیکا استفاده شد. آزمایش توسط روش تاگوچی طراحی شد و در این آزمایش اثر ترکیب­درصد پودر لاستیک، اندازه پودر لاستیک، ترکیب درصد پرکننده و ترکیب درصد رزین فنولیک بر خواص مکانیکی و حرارتی چسب­های اپوکسی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی خواص مکانیکی چسب­ها و همچنین خواص چسبندگی آن­ها، نمونه­های دمبلی شکل و اتصال تک لبه فلز (فولاد ضدزنگ) به کامپوزیت (رزین­ اپوکسی/ الیاف کربن) تهیه شد و از آن­ها آزمون کشش گرفته شد. پایداری حرارتی و برهم کنش­های بین سطحی، به ترتیب توسط آزمون­های گرما وزن سنجی(TGA) و طیق سنجی انتقال فوریه (FTIR) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون کشش نمونه­های اتصال فلز به کامپوزیت نشان داد که با افزودن هر یک از عوامل در سطح بهینه خود به چسب اپوکسی، خواص مکانیکی، شامل استحکام کششی- برشی، مدول و چقرمگی نسبت به نمونه­های متصل شده با چسب اپوکسی خالص، به ترتیب. ترتیب به میزان 5/7%، 56/27% و 114% افزایش یافت. در نمونه های دمبلی شکل نیز کلیه خواص مکانیکی بهبود یافت. افزایش قابل توجهی در پایداری حرارتی چسب­های ساخته شده نسبت به چسب ­اپوکسی خالص، حاصل شد.

بررسی خواص انرژی زایی پلیمر جدید پرانرژی گلیسیدیل تری آزولیوم متیل نیترات در پیشرانه‌های پاک فضاپیما با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی

دوره 1، شماره 2، زمستان 1396، صفحه 3-14

رضا اسدی، کیومرث فرهادی، محمد حسین سلطانیانی، محمد غفارزاده

چکیده بررسی و تحقیق بر روی پلیمر‌های پر انرژی برای افزایش خواص مکانیکی، ترمودینامیکی و افزایش قدرت انرژی زایی آن‌ها، به عنوان بایندر و نرم کننده پر انرژی با ارزش سوختی بالا در تهیه پیشرانه‌های با دود کم و بدون خطر انفجار بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته است. یکی از پلیمرهای پرانرژی، GAP است. در این مقاله از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برای مقایسه خواص انرژی زایی GAP و GTP استفاده شده است. GTP در اصل شکل اصلاح یافته‌ی GAP است که در آن گروه عاملی تری آزولیوم متیل نیترات به جای گروه آزید اضافه شده است. خواص مکانیکی پلیمر پرانرژی GAP همیشه موضوعی چالش‌برانگیز در زمینه‌ی مواد پرانرژی بوده است. با توجه به خواص حلقه‌ی تری آزولیوم متیل نیترات، انتظار می‌رود خواص مکانیکی و ترمودینامیکی پلیمر پرانرژی GTP از GAP بیشتر باشد. با بررسی‌های به‌عمل آمده توسط شبیه‌سازی دینامیک مولکولی، مشخص شد که GTP ماده‌ای پایدار است و خواص مکانیکی GTP نسبت به GAP مانند مدول یانگ(E) و مدول برشی(G) به‌ترتیب 27% و 32% کاهش و مدول بالک(K)، ضریب پواسون و نسبت K/G به ترتیب 17%، 42% و 71% افزایش پیدا کرد. همچنین مشخص شد سرعت انفجار، فشار انفجار و اکسیژن بالانس پلیمر‌ پرانرژیGTP نسبت به GAP، به ترتیب 5%، 14% و 21% افزایش یافت. در نتیجه می‌توان گفت استفاده از GTP به‌عنوان ماده‌ی اصلاح شده GAP در کاربردهای نظیر پیشرانه‌های پاک و عاری از کلر برای تقویت‌کننده‌ها و موتورهای با پیشرانه جامد درفضا پیماها و همین طور بخش ایمنی خودروها ( کیسه های هوا ) افقی روشن دارد.