بررسي كاربرد پودر صدف در كامپوزيت‌هاي پليمري

كارشناسي ارشد

چكيده هدف از اين پژوهش بررسي كاربرد پودر صدف (كه عمدتا از كربنات كلسيم ساخته شده است)، به عنوان يك پركننده زيستي و جايگزين براي كربنات كلسيم صنعتي در تهيه كامپوزيت‌ها‌ي پليمري بوده و تاثير آن بر خواص كششي و خمشي كامپوزيت حاصل مورد مطالعه قرار گرفته است. در ‌آزمايش‌هاي تجربي، به منظور بهبود در توزيع ذرات صدف در زمينه اپوكسي و ايجاد سازگاري بين‌وجهي ذره و اپوكسي كه به بهبود اندركنش‌ها‌ي بين‌وجهي مي‌انجامد، بر روي پودر صدف با چندين روش، اصلاح سطحي صورت گرفته است. همچنين سعي شده است كه با تغيير عوامل موثر بر خواص مكانيكي اين نوع از كامپوزيت مانند توزيع اندازه ذرات پركننده و استحكام اتصال بين وجهي، حالت بهينه ساخت تعيين شود. با استفاده از عامل جفت‌كننده سيلان 3−Aminopropyl trimethoxy silane براي اصلاح سطحي ذرات پودر صدف، %66 بهبود در جذب انرژي كرنشي ناشي از خمش همراه با افزايش ۲/۵ درصديِ استحكام خمشي در كامپوزيت پودر صدف/اپوكسي حاوي %2 وزني پودر صدف نسبت به پليمر خالص، بدست آمد. همچنين به‌كارگيري عامل جفت‌كننده سيلان 3−Chloropropyl trimethoxy silane براي اصلاح سطحي پودر صدف باعث %9/31 بهبود در انرژي كرنشي ناشي خمش و هم‌زمان بهبود اندك استحكام و مدول خمشي در كامپوزيت حاوي %3 وزني پودر نسبت به پليمر خالص مي‌شود. از طرفي نتايج بدست آمده از تئوري‌ها‌ي مايكرومكانيك با بخشي از نتايج حاصل از ‌آزمايش‌هاي تجربي مقايسه شده است. طي اين مقايسه مشاهده گرديد كه نتايج تجربي در محدوده پيش‌بيني‌شده توسط روابط تئوري قرار دارند اما به دليل شرايط مفروض در توسعه روابط مايكرومكانيك و نيز عدم‌قطعيت‌هاي موجود در روند ساخت نمونه‌ها، انطباق كامل با هيچ كدام از روابط تئوري وجود ندارد. در نهايت تاثير عوامل مختلف بر روند تغيير سفتي و استحكام كامپوزيت‌ها‌ي حاوي پركننده‌ها‌ي معدني مورد مطالعه قرار گرفته است. طبق نتايج تجربي بدست آمده در اين پژوهش كه با روند پژوهش‌‌هاي مشابه بر روي كامپوزيت‌هاي ذره‌اي ديگر مطابقت داشته است، تغيير توزيع اندازه ذرات در محدوده مورد مطالعه و نيز اصلاح سطحي پودر صدف تاثير قابل توجهي بر مدول كامپوزيت نداشته اما استحكام خمشي كامپوزيت با ريزتر و يكنواخت‌تر شدن ذرات و به تبع آن افزايش مساحت سطحي آن‌ها افزايش يافته است. واژه‌ها‌ي كليدي: پودر صدف، اصلاح سطحي، كامپوزيت پودر صدف/ اپوكسي، عامل جفتكننده سيلان.

191614

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي - جامدات

دكتر محمود مهرداد شكريه