خواص مكانيكي و عملكرد حفاظت از تداخل الكترومغناطيسي در اسفنج‌ ميكروسلولي پلي‌پروپيلننانولوله كربنالياف شيشه

فرضيه: در اين پژوهش، با استفاده از اسفنج‌سازي ميكروسلولي فرايند حالت جامد و گاز كربن دي‌اكسيد در حالت ابربحراني، اسفنج‌هاي نانوكامپوزيتي و هيبريدي بر پايه پلي‌پروپيلن تقويت‌شده با نانولوله‌هاي كربن و الياف شيشه توليد شدند. فرضيه اصلي در اين پژوهش، بررسي اثر ريزساختار و مقدار هر يك از اجزاي كامپوزيت بر خواص الكتريكي، جذب امواج الكترومغناطيس و خواص مكانيكي است.روش‌ها: ابتدا، ريزساختار نانوكامپوزيت‌ها، هيبريدها و نيز اسفنج‌هاي توليدشده، با ميكروسكوپي الكتروني پويشي بررسي شد. در ادامه، خواص الكتريكي و حفاظت از تداخل امواج الكترومغناطيس نمونه‌هاي نانوكامپوزيتي به‌ترتيب با روش چهارنقطه‌اي و دستگاه تحليل‌گر برداري ارزيابي شد. در نهايت، اثر افزودن الياف شيشه و نانولوله كربن بر خواص مكانيكي كششي، فشاري و ضربه نيز بررسي شد. يافته‌ها: با اختلاط مذاب نانولوله‌ها، توزيع و پراكنش مناسبي در ماتريس پلي‌پروپيلني به‌دست آمد. با افزودن نانولوله‌هاي كربن اندازه متوسط سلول‌هاي اسفنج از 49µm به  22.5µm كاهش و چگالي سلولي نيز افزايش يافت. بررسي اثر افزودن الياف بر ريزساختار سلولي نشان داد، به‌طور كلي اندازه سلول‌با افزودن الياف به‌دليل هسته‌گذاري ناهمگن به دور الياف افزايش يافت، اما اندازه سلول‌هايي كه در مجاورت الياف نبودند، كاهش يافت. با افزودن %3 وزني نانولوله‌هاي كربن رسانندگي الكتريكي در نمونه‌هاي جامد از 1610×1.7 به 410×4.7 و در نمونه‌هاي اسفنجي از 1810×1.6 به 510×3.36 افزايش يافت. همچنين، بازده حفاظت از تداخل الكترومغناطيسي در نمونه‌ جامد PP/CNT3 به 11dB و در نمونه اسفنجي PP/CNT3F به 9.5dB رسيد. نتايج آزمون‌هاي مكانيكي نشان داد، با افزودن نانوذرات كربن خواص مكانيكي كششي بهبود مي‌يابد. همچنين، افزودن الياف شيشه به نمونه‌هاي جامد باعث بهبود مدول و استحكام كششي مي‌شود. اما، به‌دليل برهم‌كنش ضعيف با پلي‌پروپيلن خواص كششي در نمونه‌هاي اسفنجي كاهش مي‌يابد. نتايج استحكام فشاري و استحكام ضربه‌اي اسفنج‌ها نشان داد، با افزودن الياف و نانوذرات اين خواص نيز بهبود مي‌يابند.