مروری بر تاثیر نانوصفحات گرافن بر رفتار فیزیکی-مکانیکی نانوکامپوزیت ها

در این تحقیق ویژگیهای منحصر به فرد نانو صفحات گرافن و انواع روشهای سنتز آن از گرافیت مرور شده است. همچنین تاثیر این نانو صفحات بر خواص مکانیکی پلیمرها خصوصا رفتار ویسکوالاستیک آنها بررسی شده است. نتایج مطالعات ریولوژیکی نشان میدهد افزایش مقدار گرافن در پلیمرها میتواند منجر به تغییر رفتار مایع به جامد گردد. تحقیقات نشانمیدهد رفتار نانوکامپوزیت گرافن کاملا به نسبت منظر گرافن بستگی دارد و آستانه پرکولاسیون از لحاظ ریولوژیکی با افزایش نسبت منظر افزایش مییابد نتایج آزمون های دینامیکی- مکانیکی نیز نشان میدهد با افزایش گرافن، برهم کنشهای بین پلیمر و نانوذره افزایش و حرکت زنجیرهای پلیمری در اطراف نانو ذرات کاهش مییابد و در نتیجه مدول ذخیره و اتلاف افزایش مییابد. تحقیقات بر روی درجه لایه لایه شدن گرافن نشان میدهد گرافنی که به خوبی درون ماتریس پلیمری پخش شده باشد، سبب افزایش مدول ذخیره، دمای انتقال شیشهای و مدول اتلاف شود. خواص مکانیکی، مدول و چغرمگی نانوکامپوزیتهای گرافن نیز به کیفیت پراکنش بستگی دارد. برخی تحقیقات نشان میدهد پراکنش یکنواخت و اتصالات قوی بین نانوذرات و پلیمر میتواند موجب افزایش تحمل تنش در پلیمر شود. البته در تحقیقات دیگری نیز نشان داده شده که هتروژینیتی زیاد میتواند موجب افت خواص شود. به طور کلی میتوان گفت استفاده از گرافن، موجب افزایش مدول یانگ، استحکام کششی، خمشی و فشاری شود. مبحث چغرمگی نانو کامپوزیت گرافن بسیار چالش برانگیز است. در بیشتر مطالعات انجام شده چغرمگی نانوکامپوزیت از پلیمر کمتر است. البته گاهی نیز با افزایش میزان گرافن، چغرمگی افزایش مییابد، ولی باز هم از پلیمر خالص کمتر است.

Keywords:

نانوکامپوزیت , نانو گرافن , الاستومر , خواص مکانیکی