22259

بهبود چسبندگي سيليكون رابر به سطح سراميك

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي - مكانيك مواد و سازه‌هاي كامپوزيت

1399/3/19

دكتر محمود مهرداد شكريه

مكانيك

حضور آلاينده هاي محيطي بر روي سطوح مقره ها در فضاي باز مي تواند با ايجاد جريان نشتي و تخليه الكتريكي، سبب اختلال و عدم اطمينان سيستم هاي انتقال برق شود. به منظور جلوگيري از اتلاف انرژي و خسارات جبران ناپذير ناشي از آن، مي توان بر روي مقره ها از پوشش هاي سيليكون رابر استفاده نمود. يكي از عوامل مهم و تأثيرگذار بر عمل كرد پوشش، چسبندگي مناسب آن است كه هدف اصلي پژوهش حاضر بهبود چسبندگي پوشش هاي سيليكون رابر RTV به سطح مقره هاي سراميكي است. بهبود چسبندگي در پژوهش حاضر با افزودن نانوذرات تيتانيوم اكسيد (TiO2) و عوامل اتصال سيلاني به پليمر پايه حاصل شد و تأثير هر يك از افزودني ها بر خواص پوشش هاي نانوكامپوزيتي، به صورت تجربي و مطابق روش هاي مختلف مورد بررسي قرار گرفت. هم چنين پراكندگي نانوذرات از عوامل مهم اثرگذار بر خواص نهايي پوشش است كه براساس روش ساخت به كار برده شده، ذرات به خوبي پخش شدند و پراكندگي آن ها در تصاوير SEM تهيه شده مشهود است. به منظور تعيين استحكام چسبندگي پوشش به صورت كمي از روش Pull-off استفاده شد. هم‌چنين آب گريزي پوشش و برهم كنش هاي احتمالي بين اجزاي سازنده آن به ترتيب، با اندازه گيري زاويه تماس و طيف سنجي مادون قرمز (FTIR) بررسي گرديد. با توجه به كاربرد اين پوشش ها در فضاي باز، ارزيابي استحكام آن ها در برابر نفوذ آب ضروري است لذا پوشش ها درون آب غوطه ور شدند. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان مي دهد كه افزودن نانوذرات تيتانيوم اكسيد و عوامل اتصال سيلاني سبب شده تا چسبندگي سيليكون رابر به طور چشم گيري در حدود 3 الي 5 برابر افزايش يابد و دربرابر نفوذ آب نيز از استحكام بالايي برخودار باشد.

1399/07/01

Improvement of Silicone Rubber Adhesion to The Surface of Ceramics

6/8/2020 12:00:00 AM

Environmental contamination on high voltage outdoor insulators may lead to current leakage and electrical flashovers, eventually reducing the reliability of electricity distribution networks. To prevent energy loss and possible sizable damage, silicone rubber coatings can be used due to their hydrophobicity. Proper adhesion of the coating to the insulator is a crucial denominator in this regard. The main purpose of this study was to improve the adhesion of RTV silicone rubber coatings to the surface of ceramic insulators. In this work adhesion improvement was achieved by adding titanium oxide (TiO2) nano-particles and silane coupling agents to the base polymer and the effect of each additive on the properties of nano-composite coatings was determined experimentally. According to nano-particles dispersion effect on final properties of the coatings, appropriate method was used to fabricate coatings. SEM pictures were employed to investigate the surface structure of coatings and nano-particles dispersion. The adhesion strength of the coatings was determined by using the pull-off test method. Furthermore since such coatings are subject to environmental exposure it was necessary to evaluate their water resistance. This was done by immersing them in water and then determining their adhesion strength. Also, hydrophobicity of the coatings was characterized by measuring the water contact angle. Lastly interactions between components were investigated by infrared spectroscopy (FTIR). The results of this study showed that the addition of titanium oxide nano-particles and silane coupling agents significantly increased the adhesion strength of nano-composite coating. In addition, RTV coatings exhibited hydrophobic surfaces and good strength after water immersion.