بهينه‌سازي استحكام خمشي رزين اپوكسي با استفاده از روش طراحي آماري تاگوچي

Optimizing the Flexural Strength of Epoxy Resin Using Taguchi Statistical Design Method

رزين‌هاي اپوكسي از جمله مواد پليمري مي‌باشند كه براي تهيه عايق ‌هاي حرارتي در راكت‌هاي با پيشرانه دو‌ پايه استفاده شده‌اند. در اين تحقيق، از روش طراحي آماري تاگوچي براي بررسي و بهينه‌سازي استحكام خمشي رزين‌هاي اپوكسي (پس از پخت) به‌كار گرفته شده در ساخت عايق‌هاي حرارتي استفاده شد. اثر چهار عامل نوع رزين، غلظت رقيق‌كننده (phr)، نوع عامل پخت و غلظت عامل پخت در سه سطح بر استحكام خمشي نمونه‌ها مورد بررسي قرار گرفت و تحليل واريانسي (ANOVA) نتايج نشان داد كه نوع عامل پخت با درصد تاثير 9/46 داراي بالاترين اثر بر روي استحكام خمشي رزين اپوكسي مي‌باشد. تحليل‌هاي آماري توسط نرم‌افزار تاگوچي پيش‌بيني كرد كه بهينه‌ترين شرايط براي دست‌يابي به بالاترين استحكام خمشي در رزين اپوكسي شامل: رزين اپوكسي 2 (MANA POX 102)، عامل پخت H-35 و غلظت عامل پخت برابر phr57 مي‌ باشد. بهترين استحكام خمشي با تحليل واريانسي داده‌ها توسط نرم‌افزار تاگوچي براي اين شرايط بهينه غلظت MPa 3/13± 6/96 پيش ‌بيني شد. ميانگين نتايج تجربي استحكام خمشي براي نمونه ساخته شده تحت شرايط بهينه نيز با سه بار تكرار برابر با MPa 8/3±3/92 حاصل شد. در نهايت استحكام چسبندگي نمونه بهينه بر سطح پيشرانه دو‌ پايه به‌‌وسيله آزمون تعيين چسبندگي بررسي و غلظت ميانگين MPa (3=n) 1/0±2/2 به‌دست آمد.

Epoxy resins are the most important polymeric materials used in the preparation of thermal insulator in double base rocket propellants. In this work, Taguchi statistical method was used for the flexural strength investigation of epoxy resins (after curing). The effects of the type of resin, concentration of diluent (phr), type of curing agent and concentration of curing agent were investigated on the flexural strength and data given of ANOVA showed that the type of curing agent with 46.9 percent has the highest influence on the flexural strength of the epoxy insulator. The data given of ANOVA showed that the best flexural strength of 96.6 ± 13.3 MPa was obtained for the optimum conditions of MANA POX-102 as epoxy resin, H-35 as curing agent with 57 phr. In comparison, practical result of flexural strength with three replicate runs was obtained 92.3 ± 3.8 MPa. Finally, adhesion strength for optimal sample on the surface of a double base propellant by Pull-off test with three replicate runs was resulted as 2.2 ± 0.1 (n=3) MPa.