مطالعه خواص مکانیکی و گرمایی کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با نانولوله کربنی چنددیواره برای کاهش تنش های پسماند

در این پژوهش، از مدل های میکرومکانیک برای تعیین خواص مکانیکی و گرمایی نانوکامپوزیت حاوی نانولوله کربنی چنددیواره( MWCNT ) و مطالعه اثر نانولوله ها بر کاهش تنش های پسماند در چندلایه ای های کامپوزیتی پایه پلیمری با چیدمان های متفاوت استفاده شده است. ابتدا نانولوله هابا درصدهای مختلف وزنی و حجمی در رزین اپوکسی ML- 506 پراکنده شدند. سپس با استفاده از مدل های میکرومکانیک، اثر افزودن نانولوله ها بر دو پارامتر مهم مدول کشسانی و ضریب انبساط گرمایی در نانوکامپوزیت دوفازی نانولوله کربنی - اپوکسی مطالعه شد. با مقایسه نتایج تجربی موجود و نتایج تحلیلی، مدل Halpin-Tsai اصلاح شده و مدل Schapery اصلاح شده برایمحاسبه خواص این نانوکامپوزیت انتخاب شدند. سپس، با استفاده از ماتریس تقویت شده باMWCNT و مدل های میکرومکانیک، مدول کشسانی و ضریب انبساط گرمایی برای نانوکامپوزیت تک لایه معین شد. نتایج نشان داد، قانون اختلاط و مدل Hashin-Rosen برای مدول کشسانی طولی و عرضی و مدل Van Fo Fy برای ضرایب انبساط گرمایی نانوکامپوزیت تک لایه مطابقت مناسبی با نتایج تجربی دارد. در پایان با استفاده از نظریه کلاسیک لایه ای، تنش های پسماند برای نانوکامپوزیت سه فازی نانولوله کربنی - الیاف کربن - اپوکسی با درصدهای مختلف حجمی و وزنی MWCNT در چیدمان های چندلایه متعامد، متقاطع و شبه همسانگرد محاسبه و ارزیابی شد.نتایج نشان داد، استفاده از MWCNT برای تقویت ماتریس کامپوزیت پلیمری حداکثر تا مقدار % 1وزنی یا % 675 / 0 حجمی سبب کاهش تنش های پسماند می شود که بیشترین کاهش در چیدمان متعامد نامتقارن [ 902 / 02 ] است.

Keywords:

کامپوزیت با ماتریس پلیمری , نانولوله کربنی چنددیواره , مدل های میکرومکانیک , تنش های پسماند , خواص مکانیکی و گرمایی