بهبود خواص مکانیکی الیاف E-glass از طریق پوشش نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :

چکیده

در این پژوهش، خواص مکانیکی الیاف E-glass پوشش داده شده با نانوذرات برای کامپوزیت­‌هایی با کارایی بالا مورد بررسی قرار گرفت. الیاف شیشه با تغییر غلظت نانوذرات در محلول­‌های TiO₂ غوطه­‌ور شدند. آزمایش کشش تک رشته­‌ای بر روی الیاف بدون پوشش و پوشش داده شده برای درک اثرات نانوذرات و غلظت محلول­‌ها بر روی خواص مکانیکی انجام شد. تجزیه و تحلیل با استفاده از توزیع دو پارامتری Weibull انجام شد و نتیجه نشان می‌دهد که الیاف شیشه‌ای با پوشش نانوذره نسبت به الیاف بدون پوشش احتمال شکست کمتری دارند. استحکام کششی الیاف به ترتیب تا 7/31، 11/71و 9/67 درصد با پوشش با محلول‌های نانوذرات 5، 10 و 15 درصد بهبود یافت. پوشش نانو ذرات الیاف شیشه بر خواص مکانیکی در برابر نقایص سطحی مربوط به ساخت تأثیر مثبت گذاشته است.

نتیجه‌گیری

در این پژوهش، خواص مکانیکی الیاف شیشه­‌ای پوشش داده شده با نانوذرات روتایل TiO₂ با غلظت­‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. سطح الیاف شیشه با پراکندگی نانوذرات TiO₂ با استفاده از عامل جفت کننده آمینوسیلان به روش غوطه­‌وری پوشانده شد. تجزیه و تحلیل آماری نشان می­‌دهد که الیاف پوشش داده شده با نانوذرات در هر شرایطی احتمال کمتری دارد که از بین بروند و این امر حاکی از اثر درمانی پوشش نانو ذرات بر روی نقایص الیاف است. علاوه بر این، مقاومت کششی الیاف به ترتیب تا 7/31، 11/71و 9/67 درصد برای الیاف پوشش داده شده با محلول نانوذرات 5، 10 و 15 درصد وزنی به ترتیب افزایش یافته است. اگرچه استحکام کششی برای الیاف پوشش داده شده با نانوذرات 5 و 10 درصد وزنی روند صعودی نشان می دهد، اما برای الیاف پوشش داده شده با نانوذرات 15 درصد وزنی این روند افزایشی، کاهش می‌­یابد. غلظت بالای نانوذرات در محلول‌ها، سطح چندلایه‌ای را با ریزحفره‌ها تشکیل می‌دهد که در نتیجه انتشار تنش را محدود نموده و استحکام کششی الیاف را کاهش می‌دهد. انتظار می­‌رود ترکیب الیاف شیشه‌­ای پوشش داده شده با نانوذرات با ماتریس­‌های پلیمری که منجر­به تشکیل کامپوزیت­‌های جدید می‌­شود، اثرات قابل توجهی در این زمینه داشته باشد.

دانلود فایل : بهبود خواص مکانیکی الیاف E-glass از طریق پوشش نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید

Reference:

Ahmed MK, Bagheri Behboud A, Kurucu A, Kurt Çömlekçi G, Ordu M. Improved mechanical properties of the E-glass fibres through TiO2 nanoparticle coating. Materials Science and Technology. 2023 Jan 11:1-9.

DOI: 10.1080/02670836.2022.2164817

ترجمه و ویرایش : هانیه میران موسوی