نانوکامپوزیت ایروژل سیلیس-اپوکسی:بررسی نقش فصل مشترک و شیمی سطح ایروژل بر خواص جذب انرژی مکانیکی

نانوکامپوزیت های پلیمری تقویت شده با نانوذرات غیرمعدنی، کاربرد گستردهای در ساخت فضاپیماها، صنایع خوروسازی، لوازم ورزشی و عمران یافته است. در این پژوهش، نانوکامپوزیت اپوکسی تقویت شده با ایروژل سیلیس در دو نوع آبدوست و آبگریز ارایه شده است. خواص نانوکامپوزیت حاصل در مقیاس مولکولی با استفاده از انجام آزمونهای FTIR و NMR، مقیاس نانو با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی ( AFM) و مقیاس میکرو با به کارگیری میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. ساختار شیمیایی نانوکامپوزیت نشان داد که تفاوت در شیمی سطح ایروژل سیلیس بر برهم کنش میان اپوکسی و ایروژل سیلیس اثرگذار بوده به طوریکه پیوندهای کووالانس و واندروالس به ترتیب در حضور ایروژل سیلیس آبدوست و آبگریز شکل گرفت. از سویی دیگر، خواص توده نانوکامپوزیت نشان داد که حضور هر دو نوع ایروژل سیلیس باعث بهبود خواص نانوکامپوزیت جذب انرژی مکانیکی اپوکسی گردید به طوریکه چقرمگی شکست (Klc) و انرژی شکست (Glc) نانوکامپوزیت به ترتیب% 70 و %30 افزایش یافت. افزایش خواص نانوکامپوزیت ناشی از سازوکار نفوذ زنجیره های پلیمر اپوکسی به درون حفره های ایروژل است که حرکت زنجیره های پلیمری را محدود کرده و درگیری مکانیکی حفره و پلیمر را افزایش میدهد و با تشکیل ساختار نفوذی، فصل مشترک قوی میان پلیمر و ایروژل شکل گرفته و منجر به افزایش خواص نانوکامپوزیت میگردد.

کلیدواژه ها:

نانوکامپوزیتهای آلی-معدنی ، میکروسکوپ رزونانس مغناطیس هسته ای ، میکروسکوپ نیروی اتمی ، چقرمگی شکست