ساخت و بررسي رفتار كششي نانوكامپوزيت وينيل‌استر/دي‌اكسيد تيتانيوم

Preparation and Characterization of Tensile Behavior of TiO2/Vinyl-Ester Nanocomposites

تاكنون، بيش تر پژوهش‌ها فرآيند توليد و تاثير آن بر خواص نانوكامپوزيت‌هاي اپوكسي را مورد بررسي قرار داده اند و دادههاي كمي پيرامون نانوكامپوزيت‌هاي پليمري با زمينه وينيل‌استر وجود دارد. اين در حالي است كه وينيل‌استر يكي از رزين‌هاي پرمصرف در صنعت كامپوزيت بشمار مي رود. در سال‌هاي اخير، افزودن تقويت‌كننده‌ها با ابعاد كوچك (بويژه در مقياس نانو) به‌عنوان راه حلي جهت ارتقا خواص مطرح شده است. در نانوكامپوزيت‌ها، به‌دليل نفوذ زنجيره‌هاي پليمري به نانوذرات و ايجاد پيوند مناسب با آن‌ها، بهبود خواص را مي‌توان انتظار داشت. هدف از اين پژوهش، ساخت و بررسي رفتار كششي نانوكامپوزيت‌هاي وينيل‌استر/دي‌اكسيد تيتانيوم مي باشد. نمونه‌هاي نانوكامپوزيتي با استفاده از روش مخلوط‌سازي مذاب و با محتواي 1، 5/2 و 5 درصد وزني از نانوذرات TiO2 توليد شدند. هم چنين، BYK-C8000 به‌عنوان عامل پيوندساز پليمري به مخلوط اضافه گرديد. در ابتدا، تاثير پارامترها توليد بر خواص نانوكامپوزيت وينيل‌استر/TiO2 (1% وزني) مورد ارزيابي قرار گرفت و در ادامه، با انتخاب شرايط بهينه و تثبيت پارامترهاي توليد، تاثير محتواي نانوذرات بر خواص نمونه‌ها مطالعه شد. رفتار كششي نانوكامپوزيت، با استفاده از آزمون كشش تك محور مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج حاكي از آن است كه با افزايش محتواي TiO2در زمينه پليمري، مدول يانگ همواره افزايش خواهد يافت؛ در حالي كه درصد كرنش تا شكست نانوكامپوزيت نسبت به نمونه خالص كاهش مي‌يابد.

So far, most of the researches have examined the production process and its effect on the properties of epoxy nanocomposites and there is little informations on the nanocomposite with vinyl ester polymeric matrix. However, vinyl ester is one of the highly used resins in composite industry. In recent years, adding reinforcements with small dimensions (especially in nanoscale) has been proposed as a solution to improving the properties. In nanocomposites, due to diffusion of polymer chains into the nanoparticles and establishment of an appropriate bond with them, improvment of the properties can be expected. The aim of this research was to manufacture and investigate of tensile behavior of vinyl ester/titanium dioxide nanocomposites. Nanocomposite samples were produced by melt mixing technique and with content of 1, 2.5 and 5 weight percent of TiO2 nanoparticles. In addition, BYK-C8000 was added to the mixture as polymeric coupling agent. At first, the influence of production parameters on the properties of vinyl ester/1%wt. TiO2 nanocomposite was evaluated and then with selecting the optimum conditions and fixing the manufacture parameters, the effect of nanoparticles content on the properties of the samples was studied. Tensile behavior of nanocomposite was evaluated by uniaxial tensile test. Results indicate that by increasing in TiO2 content in the polymer matrix, the Youngʹs modulus steadily increases; while the strain-to-break of nanocomposites is reduced compared to the pure specimen