Abstract
Polymer nanocomposites, consisting of nanoparticles dispersed in polymer matrix, have gained interest due to the attractive properties of nanostructured fillers, as carbon nanotubes and layered silicates. Low volume additions (1- 5%) of nanoparticles provide properties enhancements comparable to those achieved by conventional loadings (15- 40%) of traditional fillers
Structural nanocomposites represent reinforcement structures based on carbon or glass fibers embedded into polymeric matrix modified with nanofillers
Structural composites are the most important application of nanaocomposites, in aerospace field, as, laminates and sandwich structures. Also, they can by used as anti-lightning, anti-radar protectors and paints. The paper presents the effects of sonic dispersion of carbon nanotubes and montmorrilonite on the mechanical, electrical, rheological and trybological properties of epoxy polymers and laminated composites, with carbon or glass fiber reinforcement, with nanoadditivated epoxy matrix. One significant observation is that nanoclay contents higher than 2% wt generate an increase of the resin viscosity, from 1500 to 50000- 100000 cP, making the matrix impossible to use in high performance composites
Also, carbon nanotubes provide the resin important electrical properties, passing from dielectric to semi- conductive class. These effects have also been observed for fiber reinforced composites
Contrarily to some opinions in literature, the results of carbon nanotubes or nanoclays addition on the mechanical characteristics of glass or carbon fiber composites seem to be rather low
چکیده
نانوکامپوزیتهای پلیمری، متشکل از نانوذرات پراکنده در ماتریس پلیمری، به علت داشتن خواص جذاب پرکننده های نانوساختاری، به عنوان نانولوله های کربنی و سیلیکات های لایه ای توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. افزودنی های حجمی کم (1- 5٪) نانوذرات، خواص پیشرفته و قابل مقایسه ای را با خواص به دست آمده از بارگذاری مرسوم پرکننده های سنتی ارائه کرده است (15- 40٪).
نانوکامپوزیت های ساختاری، ساختارهای تقویتی مبتنی بر الیاف کربن یا شیشه ای تعبیه شده در داخل ماتریس پلیمری اصلاح شده را با پرکننده های نانویی نشان میدهد.
کامپوزیت های ساختاری، مهمترین کاربردهای نانوکامپوزیت ها در زمینه هوا فضا، به عنوان ورقه و ساختارهای ساندویچی هستند. همچنین، آنها میتوانند به عنوان پشتوانه های ضد رعد و برق، ضد رادار و رنگ استفاده شوند. این مقاله اثرات پراکندگی صوتی نانولوله های کربنی و مونتموریلونیت را بر روی خواص مکانیکی، الکتریکی، رئولوژیکی و تریبولوژیکی پلیمرهای اپوکسی و کامپوزیت های چند لایه، با الیاف کربن یا شیشه ای تقویتی، با ماتریس اپوکسی نانو افزوده شده ارائه میدهد. یکی از مشاهدات مهم این است که مقادیر نانورس بالاتر از 2٪ وزنی، یک افزایش از 1500 تا 50000- 100000 cp در ویسکوزیته رزین ایجاد میکند، که منجر به ساخت ماتریس غیر ممکن برای استفاده در کامپوزیت های با کارایی بالا میشود.
همچنین، نانولوله های کربنی، خواص الکتریکی مهم رزین را با عبور از دسته دی الکتریک به نیمه رسانا فراهم میکنند. این اثرات نیز برای کامپوزیت های الیاف تقویت شده مشاهده شده است.
در مقابل برخی از نظرات در متون، به نظر میرسد نتایج حاصل از نانولوله های کربنی و یا افزودن نانورس در خصوصیات مکانیکی کامپوزیت های الیاف شیشه یا کربن کم باشد.
1. مقدمه
مواد کامپوزیت متشکل از تقویت کننده های الیاف با مواد ماتریس به هم متصل شده اند. الیاف ها عوامل تقویت کننده ای هستند که فرصت تغییر سختی و مقاومت مواد را با جهت بارگذاری میدهد. خواص الیاف تقویتی مانند استحکام بالا و سختی و تراکم کم همراه با موارد ماتریس پلیمری مانند خواص برشی خوب و تراکم کم به خوبی در ویژگی های با کارایی بالا برای کل کامپوزیت نتیجه میشود. خواص کامپوزیت ها به ویژگی های اجزای تشکیل دهنده آن و همچنین به سازگاری بین ماتریس و عوامل تقویت کننده بستگی دارد. اجزاء بر اساس ویژگی های مورد نیاز در کاربردی که در آن کامپوزیت استفاده میشود، انتخاب شده است. در هر برنامه ساختاری با تکنولوژی بالا، که در آن قدرت، سختی، دوام و وزن سبک مورد نیاز باشد، رزین های اپوکسی به عنوان استاندارد کارایی برای ماتریس کامپوزیت دیده میشود. به همین دلیل است که در کاربردهای هواپیما و هوافضا و همچنین قایق های مسابقات دریایی، اپوکسی ها سال ها استفاده شده است [1]. استفاده از ساختارهای کامپوزیتی در هر دو هواپیمای تجاری و مسافربری در درجه اول به دلیل مزایای کامپوزیت های ارائه شده بیش از فلز افزایش یافته است..