تأثير نوع ذرات نانو بر انرژي شكست چسب‌هاي پليمري

كارشناسي ارشد

چكيده اين روزها، استفاده از اتصالات چسبي به خاطر مزيت‌‌هايي كه نسبت به روش‌‌هاي سنتي اتصال دارا مي‌‌باشند، شاهد افزايش روزافزوني مي‌‌باشد. از مزيت‌‌هاي اتصالات چسبي مي‌‌توان به توزيع تنش يكنواخت‌‌تر و هزينه كمتر در ساخت اشاره كرد. يكي از بزرگ‌ترين نقاط ضعف چسب‌‌هاي پايه اپوكسي به‌عنوان يك چسب‌‌هاي سازه‌‌اي بسيار پركاربرد، انرژي شكست پايين آن‌ها مي‌‌باشد. در اين تحقيق از روش اضافه كردن نانوپركننده‌‌ها به‌منظور غلبه بر اين نقطه‌ضعف بزرگ چسب‌‌هاي پايه اپوكسي، استفاده شده است. هدف از اين تحقيق، بررسي تأثير نوع نانوپركننده‌‌ها بر روي انرژي شكست و رفتار شكست چسب‌‌هاي پايه اپوكسي مي‌‌باشد. لذا از دو نانوپركننده‌‌ي نانولوله‌‌هاي كربني و نانوصفحات اكسيد گرافن براي اين منظور استفاده شد. نانوپركننده‌‌ها در ماتريس چسب توزيع شده و با ساخت نمونه DCB و آزمايش آن، به محاسبه انرژي شكست چسب‌‌هاي تقويت‌شده با نانوپركننده‌‌ها در مود يك شكست پرداخته شد. با اضافه كردن 3/0 درصد از نانولوله‌‌هاي كربني، 4/20 درصد افزايش در مقدار انرژي شكست مشاهده شد. همچنين با اضافه كردن 3/0 درصد از نانوصفحات اكسيد گرافن انرژي شكست تا 7/66 درصد افزايش پيدا كرد. نتايج گذارش شده نشان‌دهنده‌‌ برتري نانوصفحات اكسيد گرافن نسبت به نانولوله‌‌هاي كربني مي‌‌باشد. از روش مدل‌سازي ناحيه چسبناك، به‌منظور بررسي رفتار شكست اين چسب‌‌ها استفاده شد. پارامترهاي كشش-جدايش و نحوه بدست آوردن يا انتخاب اين پارامترها تشريح شد. نمودارهاي كشش-جدايش چسب‌‌ها با درصدهاي مختلف وزني از دو نانوپركننده استفاده شده، بدست آورده و ترسيم شد. درنهايت با بررسي اين نمودارها در بهترين حالت چسب تقويت‌شده با 3/0 درصد وزني از نانوصفحات اكسيد گرافن مقدار استحكام چسبناك تا 29 درصد و مقدار جدايش تسليم تا 20 درصد افزايش داده شد. مقدار استحكام چسبناك با اضافه كردن 3/0 درصد وزني از نانولوله‌‌هاي كربني نيز به ميزان 29 درصد افزايش اما مقدار جدايش تسليم به ميزان 9 درصد كاهش يافت. واژه‌هاي كليدي: نانوچسب‌‌، انرژي شكست، نانوپركننده‌‌ها،مدل ناحيه چسبناك

188737

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر محمد فصيحي

طراحي كاربردي/ جامدات

دكتر هادي خرمي‌‌شاد