اثر تركيب درصد و نوع رزين فنولي بر خواص مكانيكي و شكل شناسي نانوكامپوزيت‌هاي رزين فنولي

Effect of Composition and Type of Phenolic Resin on Mechanical Properties andMorphology of Phenolic Nanocomposites

در اين پژوهش، نانوكامپوزيت بر پايه رزين‌هاي فنولي (رزول و نووالاك) و نانو خاك رس تهيه شد. اثر نوع زمينه پليمري و تركيب درصدهاي مختلف نانوخاك رس Cloisite 30B)) روي ساختار شكل شناسي و خواص مكانيكي نانوكامپوزيت مطالعه شد. در اين بررسي از سه زمينه رزول، نووالاك و مخلوط رزول- نووالاك به همراه چهار تركيب درصد (5/0، 1، 2 و 5 درصد از كلويزيت 30B استفاده شد. براي بررسي نوع ساختار لايه‌هاي سيليكاتي در زمينه پليمري از آزمون‌ XRD بهره گرفته شد. الياف شيشه سوزني با آميزه‌هاي تهيه شده به روش لايه گذاري دستي آغشته‌سازي شدند و زير فشار و دما پخت انجام شد. نتايج XRD نشان مي دهد كه درجه لايه لايه شدن نانو خاك رس در نانو كامپوزيت هاي بر پايه رزين رزول بيشتر از نووالاك است. اما، خواص مكانيكي نانو كامپوزيت هاي برپايه نووالاك بيشتر است و با افزودن رزين نووالاك به رزول خواص مكانيكي افزايش مي يابد. آزمون هاي كشش و خمش نشان مي دهد، با افزايش نانو خاك رس (تا 2 درصد)، مدول و استحكام كششي نانوكامپوزيت ها حدود 23 درصد افزايش مي يابد، ولي بعد از آن روند افزايشي ندارد. نتايج آزمون ضربه نيز بيان گر آن است كه بهينه خواص در 2 درصد نانو خاك رس حاصل مي شود.

Nanocomposites based on phenolic resol and novolac resins and Cloisite 30B were prepared. Different kinds of phenolic resins and clay content were studied with respect to the morphology and mechanical properties of the polymer silicate layers. The phenolic resins, namely resol, novolac and their mixture and four different percentages of clay contents, 0.5, 1, 2 and 5 wt% have been considered. XRD analysis has been used to investigate clay distribution in the prepared polymer matrices. Chopped strand mat glass fiber was impregnated with each phenolic resin solution and after hand-lay-up, specimens were prepared by hot press compression molding. The mechanical properties of the nanocomposites were assessed by tensile, flexural and Izod impact tests. XRD results show that the degree of clay distribution in resol type phenolic resin is more satisfactory than novolac resin. Based on mechanical properties evaluations, the novolac nanocomposites showed better mechanical properties than other systems under study. The mixture of novolac resin and resol showed improved mechanical properties relative to each phenolic system. The final results indicate that nanocomposites with 2 wt% clay content show maximum modulus and tensile strength increased by 23%. Impact test results also show that optimum properties can be achieved with 2 wt% clay content.