تحلیل تجربی رفتار ارتعاشی تیرهای از جنس نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن/ نانوذرات کربنات کلسیم
چکیده
موادی که ترکیبی از میرایی و سفتی بالا دارند در بسیاری از کاربردهای صنعتی مورد توجه هستند. در تحقیق حاضر خواص میرایی و سفتی نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن/کربنات کلسیم مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر حضور اتیلن- پروپیلن- دی ان ترپلیمر (epdm) در این نانوکامپوزیت ها نیز ارزیابی شده است. به منظور پراکندگی بهتر نانوذرات کربنات کلسیم در ماتریس پلی پروپیلن، نانوذرات اولیه با یک تک لایه از اسید استایریک روکش شدند و برای تعیین میزان دقیق روکش دهی، آنالیز tga بر روی نانوذرات اولیه و نانوذرات روکش شده انجام شد. تمامی ترکیب ها در یک اکسترودر دوپیچه همسوگرد مخلوط شدند و به کمک دستگاه پرس داغ به شکل صفحه و سپس توسط پانچ پنوماتیک به صورت میله های کشش استاندارد درآمدند. خواص مکانیکی از قبیل مدول یانگ، تنش تسلیم و استحکام کششی تمامی نمونه ها به صورت تجربی بررسی گردیدند. به منظور بررسی خواص دینامیکی مکانیکی از جمله مدول اتلافی و ضریب میرایی از آزمون dmta، و برای بررسی خواص ارتعاشی نمونه ها از جمله فرکانس طبیعی و میرایی در مدهای مختلف ارتعاشی از آزمون آنالیز ارتعاشی استفاده شد. ساختار شناسی ترکیب ها نیز به کمک sem انجام شد. تصاویر sem پراکندگی مناسب نانوذرات کربنات کلسیم روکش شده با تک لایه از اسید استایریک را تأیید کرد. نتایج تست کشش نشان داد که با افزایش درصد وزنی نانوذرات تا 30%، استحکام کششی 22/46% کاهش، و مدول 17/9% افـزایش می یابد. افزودن epdm به نمونه ها باعث کاهش هر سه ی تنش تسلیم، استحکام کششی و مدول شد. با توجه به نتایج آزمون dmta و آنالیز ارتعاشی، مشخص شد که با افزایش نانوذرات کربنات کلسیم خواص میرایی نمونه ها بهبود می یابد. همچنین این آزمون ها نشان دادند که افزایش epdm باعث بهبود هر چه بیشتر خواص میرایی می شود. آنالیز ارتعاشی نیز نشان داد که با افزایش فرکانس، ضریب میرایی نیز افزایش می یابد. از طرفی در آزمون dmta با افزایش دما نیز میرایی افزایش یافته و یک نقطه اوج در دمای انتقال شیشه ای مشاهده می گردد.