عوامل موثر بر فشردگي مولكولي و اثر آن بر خواص مكانيكي اپوكسي

Effective Factors on Molecular Packing and Its Effect on Mechanical Properties of Epoxy

اپوكسي پخت شده پليمري گرماسخت با ساختار بي شكل است. ساختار فاز بي شكل، بازتابي از تاريخچه گرمايي مكانيكي پليمر است. پارامترهاي بسياري در ساختار فاز بي شكل بر خواص فيزيكي و مكانيكي اثرگذارند. از پارامترهايي كه كمتر مورد توجه قرار گرفته، فشردگي مولكولي است. هدف اين مقاله، بررسي عوامل اثرگذار بر فشردگي مولكولي است كه به تغيير خواص مكانيكي منجر مي شود. اندازه گيري فشردگي مولكولي با پراش پرتو ايكس و تخمين تقريبي آن با استفاده از چگالي ماكروسكوپي و محاسبه جدايش بين زنجيري با استفاده از معادله براگ انجام مي شود. همچنين، معادلات ديگري براي محاسبه ميانگين جدايش بين زنجيري و اندازه بلور در سامانه هاي نيمه بلوري در اين مقاله معرفي مي شود. مطالعات نشان مي دهند، وجود ساختارهاي صلب در پيكره باعث افزايش تمايل به آرايش يافتگي مي شود. افزون بر اين، وجود شاخه كوچك تر از فضاي آزاد بين زنجيري، افزايش فشردگي و خواص مكانيكي را به دنبال دارد. به طور كلي در اضافه كردن افزودني به سامانه، با كاهش مقياس اندازه ذره فشردگي سامانه بيشتر مي شود. همچنين، وجود اصلاح كننده هاي سطحي روي ذرات، به ويژه نانوذرات، سبب آرايش ماتريس موجود در اطراف ذره مي شود كه افزايش فشردگي مولكولي و خواص مكانيكي را به دنبال دارد. افزودن نرم كننده به سامانه نيز در صورت جدايي فاز با بزرگ ترشدن مقدار فاز ناپيوسته، باعث كاهش فشردگي مولكولي مي شود و پيك هاله بي شكل را به سمت زواياي كوچك تر جابه جا مي كند.

Cured epoxy is a thermosetting polymer with amorphous structure. The amorphous phase structure reflects the mechanical thermal history of a polymer. Many parameters in the structure of the amorphous phase affect physical and mechanical properties. One of the rarely considered parameters is molecular packing. The purpose of this study is to investigate the factors affecting molecular packing, which leads to changes in mechanical properties. The measurement of molecular packing by x-ray diffraction is carried out using the Bragg equation and its approximate estimation is acquired using macroscopic density. Other equations for calculating chain diffraction and crystal size are introduced in semi-crystalline systems. Studies have shown that the presence of rigid structures in the backbone increases the tendency for arrangement. In addition, the branch tends to increased packing and mechanical properties when it is smaller than the free space between the chains. Generally in adding additive, the effect increases on molecular packing by reducing the particle scale. Also, the presence of surface modifiers on particles, especially in nanoscale particles, results in a matrix arrangement around the particle, an increase in molecular packing and mechanical properties. The addition of a plasticizer in the system in the case of fuzzy separation, as the bubble phase becomes larger, there is a reduction in the X-ray diffraction, amount of packing in the chain and displaces the amorphous halo towards smaller angles.