اثر فرايند اسفنج كردن بر خواص جذب رادار كامپوزيت هاي پل يمتيل متاكريلات-نانولوله هاي كربن چندديواره

The Effect of Foaming Process on the Radar Absorbing Properties of PMMA/MWCNT Composites

جاذب امواج رادار كامپوزيتي پايه پليمري با وزن كم، پهناي باند، بسامد جذب قابل تنظيم و چندعاملي بودن، جاذب ي ايده آل به شمار مي آيد. به طور كلي، اسفنج هاي ميكروسلولي كامپوزيتي پايه پليمري، به دليل خواص مطلوب مكانيكي در عين سبك وزني و ساختار سلولي يكنواخت، پتانسيل استفاده را در كاربردهاي مختلف دارند. در اين پژوهش، اثر اسفنج كردن بر خواص جذب راداري جاذب هاي كامپوزيتي پايه پليمري رديابي شد. در گام نخست، سامانه اسفنج سازي با قابليت كنترل و تكرارپذيري، عملكرد در فشار و دماي زياد و با عامل اسفنج ساز گاز CO2 ابربحراني طراحي و ساخته شد. كامپوزيت هايي برپايه پلي متيل متاكريلات، حاوي درصدهاي مختلف نانولوله هاي كربن چندديواره به روش انعقاد ساخته شدند. نمونه هاي تهيه شده با روش قال بگيري فشاري گرم به شكل ورق هايي به ضخامت 3 mm تبديل شدند. سپس، در شرايط يكسان فرايند اسفنج سازي انجام و شكل شناسي سلولي اسفنج ها با تصاوير ميكروسكوپي الكتروني ارزيابي شد. ساختار سلولي يكنواخت اسفنج هاي كامپوزيتي حاكي از پراكنش مناسب نانوذرات در ماتريس پليمري بود. بررسي مقدار بازتاب موج تابشي به نمونه ها )پيش و پس از اسفنج سازي( نشان داد، اسفنج كردن باعث كاهش چشمگير متوسط بازتاب به مقادير زير % 10 شد. افزايش درصد جذب موج تابشي به اسفنج پلي متيل متاكريلات خالص نسبت به حالت اسفنج نشده از نتايج جالب اين پژوهش بود. همچنين، در نمودار درصد جذب-بارگذاري نانوذرات مشاهده شد، اسفنج كردن كامپوزيت ها آستانه نفوذ را از كمتر از % 1 با رگذاري نانوذرات براي حالت اسفنج نشده به مقداري بين % 1 تا % 3 بارگذاري براي حالت اسفنج شده افزايش داد.

Alightweight polymer composite with a broad bandwidth, tunable absorption frequency and multi-functionality is an ideal material for making a radar absorber. In general, composite microcellular foams have many potential applications due to their lightweight, high mechanical properties and monotonous cell structure. In this research, the effect of foaming method on the radar absorbing properties of composite radar absorbers was investigated. In the first step, a controllable, repeatable and high pressure/temperature operation foaming system by supercritical CO2 gas as foaming agent was designed and built. The composites based on poly(methyl methacrylate) (PMMA) and multiwall carbon nanotube (MWCNT) at different weight percentages were prepared by solvent-anti solvent coagulation method. The sample sheets with 3 mm thickness were molded using hot compression molding method. Then, the foaming process was performed and the cell morphology of the prepared foams was studied using scanning electron microscopy. Monotonous cell structure of the composite foams revealed a good dispersion of nanoparticles in the polymer matrix. The data of the reflected radar waves (before and after foaming) showed that the foaming reduced the reflection of the radar waves to less than 10 percent in all the samples. It is important to note that the absorption of radar waves was increased with the foaming of neat PMMA. It was observed that the foaming of composites increased the threshold of absorption of radar waves from less than 1 wt% nanotube for the unfoamed samples to 1-3 wt% nanotube for the foamed samples.