18378

۱۸۳۷۸

ارزيابي رفتار مكانيكي و پيزورسيستيو PDMS همراه با نانو پركننده‌هاي زيست سازگار

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي - شكل دهي

۲۹/۷/۹۶

دكتر نوروز محمد نوري - دكتر مهدي نويدبخش

مكانيك

امروزه نانوكامپوزيت‌هاي پليمري به دليل كاربرد گسترده در تجهيزات الكترونيكي انعطاف‌پذير، بيوتكنولوژي، سيستم‌هاي ميكروالكترومكانيكي و نانوالكترومكانيكي، ميكروفلوئيديك، غشاهاي پيشرفته، عملگرها و حسگرها يكي از مهمترين گروه‌هاي مطرح در حوزه مواد پيشرفته هستند و بررسي خواص اين مواد چالشي بسيار مهم براي تامين نيازهاي حال و آينده بشر است. در اين بين پليمر PDMS و نانوكامپوزيت‌هاي مبتني بر اين الاستومر به دليل خواص مكانيكي فوق‌العاده، شفافيت و انعطاف‌پذيري بالا، دماي انتقال شيشه‌اي پايين، قابليت فرآوري در اتاق تميز و بسياري ويژگي‌هاي مثبت ديگر كاربردهاي متعددي در حوزه مواد پيشرفته پيدا كرده و مورد توجه بسياري از محققين قرار گرفته است. در اين پايان‌نامه فيلم‌هاي نانوكامپوزيتي مبتني بر پليمر PDMS به همراه نانوذرات پركننده CNT توليد و خواص مكانيكي و پيزورسيستيو آنها بررسي شده است. بدين منظور ابتدا دستگاه مدولار ساخت و تست نانوكامپوزيت‌هاي پليمري پيزورسيستيو و پيزوالكتريك طراحي و ساخته شد و به كمك آن فيلم‌هاي نانوكامپوزيتي همگن حاوي نانوذرات CNT با خواص مكانيكي و الكتريكي مطلوب توليد شد. سپس انواع تست‌هاي مكانيكي شامل MTS و DMTA و تست‌هاي پيزورسيستيو بر روي فيلم‌هاي نانوكامپوزيتي انجام شد و تاثيرات نانوذرات پركننده بر خواص مكانيكي و پيزورسيستيو پليمر PDMS بررسي شد.

1396/11/07

9/22/2020 12:00:00 AM

In this study, conductive polymer nanocomposites (CPNCs) of PDMS/MWCNT flexible films were prepared by vacuum filtration method that is a technique used in layer-by-layer (LBL) production. First, nanocomposite samples were made in the same wt. % of MWCNTs but on different types of membranes. Then, according to the SEM images CA membrane was selected and Piezoresistive Sensing Elements were made. After manufacturing of sandwich-structured nanocomposites, the electrical and piezoresistive properties of PDMS/MWCNT thin films were discussed. For this, some equipments were made. The first one was Modular apparatus for manufacturing & test of Piezoresistive and piezoelectric polymer nanocomposites under pressure stimuli and the second one was an apparatus for Piezoresistive test of nanocomposite strips under strain stimuli. After preparing the CNT suspension, the concentration of CNT suspension was measured and wt. % of CNT was obtained. Depend on CNT content, the obtained CPNC films exhibited initial electrical resistance in the range of 12.5 KΩ to 22.8 MΩ and a great piezoresistive behavior under strain. The effect of CNT weight density on electrical and piezoresistive properties of CPNC films, as well as the electrical percolation, initial resistance, and variation of electrical resistance by applying strain, was investigated. Also, the mechanical tests such as Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA) and Tensile Test was performed and the effects of curing temperature and CNT nanofillers on mechanical Properties were investigated. Finally, PDMS/MWCNTs strips were connected to data acquisition system and tested by Piezoresistive test apparatus under strain stimuli; output signals were processed by the Signal processing code and the results were discussed.