بررسي تجربي رفتار كششي كامپوزيت پليمري خودترميم شونده تحت اثر سيكل هاي گرمايشي

Experiment study of tensile behavior of self-healing polymer composite under heating cycles

تشكيل ميكروترك ها در ساختار مواد مهندسي از جمله كامپوزيت ها يكي از رايج ترين دلايل واماندگي آن ها مي باشد. از طرفي تكنيك هاي بازرسي و نگهداري مشكل و پر هزينه مي باشند، همچنين در بعضي موارد حتي اگر بازرسي ها و تشخيص به درستي انجام شود، همواره امر ترميم ممكن نيست. از اين رو مهندسان از خودترميمي در سيستم هاي بيولوژيكي الهام گرفته و از اين موضوع براي ترميم مواد مختلف از جمله كامپوزيت ها استفاده كرده اند. در اين پژوهش با بهره گيري از روش هاي خودترميمي، به ترميم ميكروترك ها و آسيب هاي ايجاد شده در يك كامپوزيت اپوكسي- الياف شيشه پرداخته شده است. بدين منظور از يك سري ميكرولوله هاي توخالي شيشه اي براي ايجاد مكانيزم ترميم شوندگي استفاده شد. اين ميكرولوله ها با نوعي ماده ترميمي كه يك رزين دوجزئي مي باشد، پر شدند. هدف از پژوهش حاضر بررسي اثر سيكل هاي گرمايشي بر زمان ترميم در اين كامپوزيت هاست. بدين منظور سيكل هاي حرارتي متوالي (1، 3 و 5 سيكل) در محدوده دمايي 25 تا 70 درجه سانتي گراد پس از ايجاد آسيب در نمونه، اعمال شدند. نتايج آزمون كشش بيانگر آن بود كه بازده ترميم 86 درصدي كه با گذشت 7 روز بدست آمده، تقريباً با اعمال 5 سيكل گرمايشي در محدوده دمايي ياد شده با گذشت تنها 1 روز حاصل مي شود.

Micro-cracks creation in material’s structures including composites is one of the most common failure reasons of those materials. On the other hand, inspection and maintenance techniques are difficult and expensive. Also in some occasions even if inspections and detection were implemented correctly, the self-healing action is not always possible. Nevertheless, engineers were inspired by self-healing action in biological systems and used this innovation for the healing of different kinds of materials such as composites. In this study, using the self-healing approaches, micro-crack and damage healing of a epoxy-glass fibers composite were under consideration. So one series of hollow glass micro-tubes were used to fabricate self-healing mechanism. These micro-tubes were filled by one self-healing agent which is one two-part resin. The aim of the present study was to investigate the effect of heating cycles over time is restored in the composite. So consecutive temperature cycles (1, 3 and 5 cycles) in temperature were implemented in the range of 25-70 °C after damage creation in the sample. The results of tension tests show that a 86% healing efficiency can be gained after 7 days almost with 5 cycles of heat in mentioned temperature range only after one day.