اثر نانوصفحات گرافن عامل دار بر رفتار خمشی کامپوزیت اپوکسی/ الیاف بازالت

در این پژوهش، اثر نانوصفحات گرافن عامل دار بر خواص خمشی کامپوزیت اپوکسی/ الیاف بازالت مطالعه شده است. گرافن توسط عامل سیلانی تری آمینوپروپیل تری متوکسی سیلان عامل دار شد و چهار نانوکامپوزیت با درصدهای وزنی مختلف گرافن عامل دار (0.2، 0.3، 0.4 و 0.5) به روش لایه گذاری دستی ساخته شدند. در میان این چهار نمونه، نانوکامپوزیت حاوی 0.4% وزنی گرافن عامل دار بهترین رفتار خمشی را نشان داد. جهت بررسی اثر وجود گرافن و همچنین عامل دار کردن گرافن، دو کامپوزیت دیگر یکی فاقد گرافن و دیگری حاوی 0.4% وزنی گرافن بدون عامل نیز ساخته شدند. در مقایسه با نمونه فاقد گرافن، نانوکامپوزیت حاوی 0.4% وزنی گرافن عامل دار به ترتیب 89.6، 252.6 و 44.6 درصد افزایش در استحکام خمشی، مدول خمشی و انرژی شکست از خود نشان داد، اما نانوکامپوزیت حاوی 0.4% وزنی گرافن بدون عامل، به ترتیب 26.2 و 10.8 درصد کاهش در استحکام خمشی و انرژی شکست نشان داد، گرچه مدول خمشی آن به مقدار 3.1 درصد افزایش داشت. نتایج نشان دادند که عامل دار کردن گرافن باعث توزیع مناسب تر آن در زمینه و لذا برهمکنش بیشتر آن با زمینه و الیاف شده و در نتیجه باعث بهبود خواص نانوکامپوزیت شده است. مطابق با آنالیز طیف سنجی مادون قرمز، بهبود در خواص خمشی ناشی از حضور گروه های عاملی بر روی سطح گرافن می باشد که امکان چسبندگی آن ها را به مولکول های پلیمری و الیاف بازالت افزایش می دهد. همچنین مشاهدات میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان دهنده چسبندگی بهتر پلیمر به الیاف و مکانیزم های چقرمه سازی مانند انحراف ترک، تورق لایه های گرافن و قفل شدن ترک در حضور گرافن عامل دار بر روی سطح شکست می باشد.

Keywords:

گرافن , عامل دار کردن , الیاف بازالت , اپوکسی , خواص خمشی