بررسي اثر اكسيد گرافن بر استحكام خمشي، الاستيك مدولوس و ريزسختي پلي اتيل متاكريلات

Influence of graphene oxide on flexural strength, modulus of elasticity and micro hardness of poly ethyl methacrylate

سابقه و هدف: گرافن، نانو ساختاري دو بعدي شامل تك لايه اي از اتم هاي كربن SP2 است كه با پيوند كوالانسي در يك شبكه ي زنبوري هگزاگونال مرتب شده اند. تقويت ايجاد شده توسط اكسيد گرافن (GO) به علت وجود گروه هاي فانكشنال مي باشد كه منجر به بر هم كنش هاي مستحكم تر، پراكندگي و انتقال بهتر استرس مي شود. به علت ويژگي هاي مكانيكي و استحكام پايين تر PEMA نسبت به PMMA، تاثير GO را در مقادير مختلف بر ويژگي هاي مكانيكي پلي اتيل متا كريلات (PEMA) بررسي كرديم. مواد و روش ها: در اين مطالعه تجربي-آزمايشگاهي، 30 نمونه آكريلي با ابعاد 2(عرض)×2(ارتفاع)×25 ميلي متر در سه گروه PEMA فاقدGO ، 0/25 و 0/5 درصد وزنيGO، از نظر استحكام خمشي، الاستيك مدولوس و ميكروهاردنس نوپ و نيز SEM مورد ارزيابي قرار گرفتند. يافته ها: بيشترين ميانگين ميكروهاردنس نوپ مربوط به گروه 0.25%wt GO (4390/24 kgf.mm-2 ) و كمترين ميزان مربوط به گروه 0/5%wt GO (15/8377 kgf.mm-2 ) بود. ميانگين استحكام خمشي و الاستيك مدولوس گروه كنترل بيشتر بود. نتيجه گيري: افزودن GO به PEMA در غلظت هاي پايين، به صورت معني داري مي تواند منجر به افزايش ميكروهاردنس شود و به اين ترتيب ميتوان استفاده از GO را براي بهبود ويژگي مكانيكي ماده ي PEMA توصيه نمود. افزودن GO موجب افزايش الاستيك مدولوس و استحكام خمشي PEMA نشد.

Background and Aim: graphene is a two-dimensional nanostructure consist of a single layer of SP2 carbon atoms that arranged by covalent bonds in a hexagonal bee web. The reinforcement by GO is due to functional groups that lead to strong interaction, dispersion and stress distribution. Due to lower mechanical properties and strength of PEMA than PMMA, we evaluate effect of GO on mechanical properties of PEMA. Materials and methods: In this invitro-exprimental study, flexural strength, elastic modulus, Knoop micro hardness and SEM examination of 30 acrylic sample with dimensions 2(width)×2(height)×2(length) in 3 groups was evaluated. Results: The maximum mean Knoop micro hardness was related to 0.25%wt GO and the lowest value was related to 0.5%wt GO groups. The mean flexural strength and modulus of elasticity of the control group were higher. Conclusion: GO can increase micro hardness of PEMA in low value, thus the use of GO can be recommended to improve mechanical properties of PEMA. GO did not increase elastic modulus and flexural strength.