بررسی تجربی خواص مکانیکی و ساختاری فوم های تزریقی نانوکامپوزیت های پلیمری حاوی نانولوله های کربنی چند دیواره
چکیده
فوم های نانوکامپوزیتی پلیمری در سال های اخیر توجهات زیادی را در هر دو عرصه ی صنعتی و علمی به خود معطوف کرده اند؛ چرا که ترکیب پرکننده های در مقیاس نانو و فنآوری فوم، پتانسیل تولید مواد جدیدی را دارا می باشد که سبک، مستحکم و چندکاره هستند. فوم های نانوکامپوزیتی پلیمری دسته ی مهمی از مواد هستند که به دلیل مزایای ذاتی شان مانند چگالی کم، استحکام ویژه ی بالا، وزن کم، صرفه جویی در مواد، عایق حرارت و صدای خوب و غیره، مورد توجه قرار گرفته اند. در تحقیق حاضر، ابتدا پلی آمید6 با استفاده از دستگاه اکسترودر دو ماردونه با نانولوله های کربنی چند دیواره در درصدهای وزنی مورد نظر (0، 5/0، 1 و 5/1%) اختلاط ذوبی شدند. سپس نانوکامپوزیت های حاصل توسط عامل فوم زای آزودی کربنامید در دستگاه تزریق با قالب ورقه ای شکل، فوم شدند و سپس توسط برش لیزر cnc نمونه هایی مطابق استاندارد astm-d638 بریده شدند. نمونه های فوم نانوکامپوزیتی مطابق طراحی آزمایشات به روش تاگوچی و مطابق آرایه ی متعامد l16 تهیه شدند. تاثیر پارامترهای مختلف شامل درصد وزنی نانولوله کربنی، فشار نگهداری و زمان اعمال فشار نگهداری هرکدام در چهار سطح بر روی خواص نمونه های فوم نانوکامپوزیتی بررسی شدند. چگالی نسبی و نتایج حاصل از تست sem شامل چگالی سلولی و متوسط اندازه سلولی، خواص ساختاری بررسی شده در تحقیق حاضر می باشند. هم چنین استحکام کششی ویژه و سختی ویژه به عنوان خواص مکانیکی در پژوهش حاضر مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که درصد وزنی نانولوله کربنی موثرترین پارامتر روی چگالی سلولی و متوسط اندازه سلولی می باشد و با افزودن نانولوله کربنی به ماتریس، چگالی سلولی افزایش و متوسط اندازه سلولی کاهش می یابد که به معنی فراهم شدن شرایط بهینه برای فوم می باشد. مطابق نتایج زمان اعمال فشار نگهداری موثرترین پارامتر روی چگالی نسبی می باشد که با افزایش آن، چگالی نسبی نمونه های فوم نانوکامپوزیتی افزایش می یابد. هم چنین نتایج بیانگر این مطلب بودند که درصد وزنی نانولوله کربنی موثرترین پارامتر بر روی استحکام کششی ویژه و سختی ویژه نمونه های فوم نانوکامپوزیتی می باشند. مطابق نتایج با افزودن نانولوله های کربنی، استحکام کششی ویژه و سختی ویژه نمونه ها افزایش می یابد.