ساخت و مشخصه‌يابي كامپوزيت زمينه پليمري با خاصيت خودروان‌كاري مايع با استفاده از ذرات متخلخل حاوي روغن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

بسياري از پليمرها و كامپوزيت‌هاي پليمري در كاربردهايي استفاده مي‌شوند كه در آن‌ها سايش و اصطكاك مسائل مهمي هستند. رزين اپوكسي نيز يكي از كاربردي‌ترين پليمرهايي است كه در صنعت استفاده مي‌شود. بهبود سايش و اصطكاك اين رزين ترموست، مي‌تواند دامنه كاربرد اين رزين را بيشتر گسترش دهد. در اين بين، مواد كامپوزيتي خودروان‌كار بيشتر توجه‌ها را در صنعت و زمينه تريبولوژي به دلايل اقتصادي و زيست‌محيطي به خود جلب كرده است. اين مواد، نياز به روان‌كاري خارجي مانند روغن را از بين برده‌اند. در نتيجه جايي كه عمر طولاني، مقاومت به سايش بالا و اصطكاك كم مدنظر باشد از اين نوع كامپوزيت‌ها استفاده مي‌شود. پژوهش حاضر به بررسي نقش افزودن ذرات متخلخل زئوليت اصلاح‌شده بر رفتار تريبولوژيكي رزين اپوكسي مي‌پردازد. پنج نوع نمونه از جنس رزين خالص، كامپوزيت حاوي ذرات زئوليت بدون روغن در درصدهاي وزني 5 و 10 و كامپوزيت حاوي ذرات زئوليت حاوي روغن در درصدهاي وزني 5 و 10 درصد ساخته شد. براي ساخت نمونه‌ها، از قالب سيليكوني و جهت پراكندگي يكنواخت مواد پركننده نانو ساختار در زمينه اپوكسي، از تجهيزاتي مانند همزن مغناطيسي به همراه حمام فراصوت استفاده شد. جهت ارزيابي خواص سايشي و اصطكاكي كامپوزيت‌هاي توليدي، از تريبومتر پين روي ديسك تحت شرايط لغزش خشك و دماي محيط استفاده شد. در اين آزمون، نمونه‌هاي كامپوزيتي به شكل ديسك و از پين فولادي به‌عنوان جسم سخت استفاده شد. در آزمون سايش، دو نيروي 15 و 30 نيوتن، دو سرعت 1/0 و 2/0 متر بر ثانيه و مسافت 500 متر به‌‌منظور مقايسه رفتار نمونه‌ها به‌عنوان پارامترهاي طراحي آزمون برگزيده شدند. براي اطمينان از صحت و تكرارپذيري نتايج، هر آزمون سه بار تكرار گرديد. مطابق نتايج، اضافه‌كردن ذرات زئوليت اصلاح‌شده بدون روغن جذبي با اين دو درصد وزني به رزين، به تنهايي اثر خاصي بر ضريب اصطكاك اپوكسي ندارد. هم‌چنين باعث افزايش نرخ سايش نيز مي‌شود. اما از طرف ديگر، حضور ذرات پرشده از روغن در رزين موجب كاهش قابل توجه ضريب اصطكاك و كاهش بسيار زياد نرخ سايش كامپوزيت نسبت به اپوكسي خالص در تمام شرايط آزمون سايش شد. بنابراين استفاده از ذرات حاوي روان‌كننده مايع ارزش كاربردي بالايي در بهبود خواص تريبولوژيكي مواد رزيني دارند. مثلاً ميانگين ضريب اصطكاك در نيروي 15 نيوتن و سرعت 1/0 متر بر ثانيه براي اپوكسي خالص، كامپوزيت حاوي 5 درصد وزني ذرات بدون روغن، كامپوزيت حاوي 10 درصد وزني ذرات بدون روغن، كامپوزيت حاوي 5 درصد وزني ذرات حاوي روغن و كامپوزيت حاوي 10 درصد وزني ذرات حاوي روغن به‌ترتيب 32/0، 33/0، 28/0، 13/0 و 12/0 بدست آمد. افزودن ذرات حامل روغن به رزين براي شرايط مختلف، ضريب اصطكاك را بين 60 تا 70 درصد نسبت به اپوكسي خالص كاهش مي‌دهد. هم‌چنين نرخ سايش در نمونه‌هاي حاوي ذرات روغني بين 25 تا 45 برابر نسبت به اپوكسي خالص كاهش داشت.

231283

طراحي كاربردي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان