تحليل تجربي رفتار فيزيكي/مكانيكي روكش شفاف نانو كامپوزيتي از جنس پلي‌يورتان/ نانو ذرات آلومينا

Experimental Analysis of Physical/Mechanical Behavior of Transparent Nanocomposite Coats made of Polyurethane/Alumina Nanoparticles

در اين تحقيق، پوشش‌هاي نانو كامپوزيت‌هاي بر پايه پلي‌يورتان حاوي درصدهاي وزني مختلف از نانو ذرات آلومينا تهيه و خواص فيزيكي/مكانيكي آن‌ها بر روي زمينه فولادي مورد بررسي قرار گرفت. خواص فيزيكي/ مكانيكي پوشش‌ها توسط آزمون‌هاي ضربه، خمش، كشش و آناليز ديناميكي مكانيكي حرارتي (DMTA) مطالعه گرديد. چگونگي پخش نانوذرات در پوشش توسط ميكروسكوپ الكتروني روبش ميدان مغناطيسي (FE-SEM) بررسي شد. نتايج ارزيابي خواص مكانيكي نانوكامپوزيت‌ها نشان داد كه با افزايش درصد وزني نانو ذرات تا 2 درصد افزايش قابل ملاحظه استحكام كششي و انرژي در نقطه شكست كامپوزيت و تا چهار درصد وزني افزايش چگالي اتصالات عرضي و مدول ذخيره پوشش مشاهده گرديد. همچنين مقاومت در برابر ضربه و خمش كامپوزيت‌‌ها به دليل انعطاف‌پذيري خوب پلي‌يورتان، با غلظت‌هاي پايين نانو ذرات تحت تأثير قرار نگرفت. بهبود خواص فيزيكي/ مكانيكي به پخش مناسب نانوذرات در پوشش و مدول بالاي آن‌ها ارتباط داده شد. همچنين نانوذرات توانستند تا انرژِي وارده به پوشش را در فصل مشترك پوشش/نانوذرات تلف نموده و استحكام آن را در برابر تنش وارده افزايش چشم گير دهند.

In this study, physical/mechanical properties of transparent nanocomposite coats based on polyurethane with different weight fractions of alumina nanoparticles was studied. Physical/mechanical properties was studying employing impact, bending, tensile tests and dynamic mechanical thermal analysis (DMTA). The state of nanoparticles spreading in coats was studied using of a field emission scanning electron microscopy (FESEM). It was observed that by increasing nanoparticles up to 2 wt. % tensile strength and energy at break point and up to 4 wt. % cross bond density and storage modulus of the coats improves. It was also seen that impact and bending strength of nanocomposites didn’t decrease because of good flexibility of polyurethane in low weight fractions. Improving physical/mechanical properties of nanocomposites was related to the good spreading of nanoparticles in coats and their high modulus. Nanoparticels could also dissipate the exerted energy in interface of coat/nanoparticles and improve the strength of the samples.