22534

تأثير جهت‌دهي ذرات نانو در رزين اپوكسي براثر تخريبي آب

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

1399

1399/06/31

دكتر هادي خرمي شاد

مكانيك

محققان روش‌هاي مختلفي براي كاهش نفوذ رطوبت به داخل رزين اپوكسي را ارائه داده‌اند. ازجمله اين روش‌ها مي‌توان استفاده از ذرات نانو يا نانو صفحات را مي‌توان نام برد. نانولوله‌هاي كربني و هم‌چنين نانو صفحات كربني به علت خواص فيزيكي و شيميايي منحصربه‌فرد آن‌ها در اين حوزه موردتوجه ويژه قرارگرفته‌اند. در اين تحقيق با توجه خواص ويژه الكتريكي، خواص فيزيكي و نوع هندسه نانو صفحات اكسيد گرافن از اين نانو صفحات در بستر رزين اپوكسي استفاده‌شده است، در اين تحقيق براي جهت‌دهي نانو صفحات اكسيد گرافن از ميدان الكتريكي استفاده‌شده است، جهت‌دهي نانو صفحات اكسيد گرافن به طرق مختلف ازجمله جهت‌دهي در يك راستا يا دو راستا انجام‌شده است. نانو كامپوزيت‌ها در درصد وزني‌هاي شامل 0.1، 0.3 و 0.5 درصد وزني از نانو صفحات اكسيد گرافن در وضعيت قرارگيري تصادفي و جهت‌دهي شده موردبررسي قرارگرفته‌اند. جهت‌دهي و نحوه قرارگيري نانو صفحات اكسيد گرافن مي‌تواند تا مقدار قابل‌توجهي بر نفوذ رطوبت به داخل نانو كامپوزيت‌ها مؤثر باشد. ميزان جذب رطوبت در نمونه‌هاي شامل 0.1، 0.3 و 0.5 درصد وزني از نانو صفحات اكسيد گرافن با وضعيت قرارگيري تصادفي نسبت به نمونه خالص رزين اپوكسي به ترتيب تا ميزان 20، 25 و 16 درصد كاهش‌يافته است. اين در حالي است كه ميزان جذب رطوبت در نمونه‌هاي شامل 0.1، 0.3 و 0.5 درصد وزني از نانو صفحات اكسيد گرافن درصورتي‌كه راستاي نفوذ رطوبت هم‌راستا با راستاي اعمال ميدان الكتريكي باشد نسبت به نمونه خالص رزين اپوكسي به ترتيب به ميزان 43، 48 و 33 درصد كاهش مي‌يابد. درنتيجه وضعيت قرارگيري و جهت‌گيري مناسب نانو صفحات اكسيد گرافن مي‌تواند تأثير ويژه‌اي بر نفوذ رطوبت بر داخل نانو كامپوزيت‌ها داشته باشد. در انتها با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني تصاوير سطح شكست نانو كامپوزيت‌ها و وضعيت قرارگيري نانو صفحات اكسيد گرافن نشان داده‌شده است.

1399/07/22

Effect of aligning nanoparticles in epoxy resin on the destructive effect of water

9/22/2021 12:00:00 AM

Researchers have proposed various methods to reduce the penetration of moisture into the epoxy resin. Researchers use different methods to influence the amount of moisture absorption, One of these methods is the use of nanoparticles or nano-sheets. Carbon nanotubes and carbon nanosheets have received special attention in this field due to their unique physical and chemical properties. This paper presents the use of an alternating-current electric field to align grapheme oxide nanosheets in a resin epoxy. Orientation of graphene oxide nanosheets has been done in different ways, including orientation in one direction or two directions. Nanocomposites have been investigated in weight percentages of 0.1, 0.3 and 0.5 wt% of graphene oxide nanoplates in random and oriented position. Orientation and placement of graphene oxide nanosheets can significantly affect the absorption of moisture into nanocomposites. Addition of 0.1, 0.3 and 0.5 wt% of graphene oxide nanosheets with random placement compared to the pure epoxy resin sample reduced the moisture absorption by 20, 25 and 16%, respectively. However, in samples containing 0.1, 0.3 and 0.5 wt% of graphene oxide nanosheets, if the direction of moisture absorption is in the same direction as the direction of electric field application. Moisture absorption decreases by 43%, 48% and 33%, respectively, compared to the pure sample of epoxy resin. As a result, the proper positioning and orientation of graphene oxide nanosheets can have a special effect on moisture absorption inside nanocomposites. Finally, using electron microscopy, images of the fracture surface of nanocomposites and the position of graphene oxide nanoplates are shown.