بررسي اثر محيط توزيع به روش فراصوت روي خواص رئولوژي و ويسكوالاستيك كامپوزيت‌ اپوكسي- نانولوله‌هاي كربني چند ديواره

در اين مطالعه، تأثير درصد وزني نانولوله‌هاي كربني چند ديواره (MWCNT) و محيط توزيع كننده نانولوله‌هاي كربني به ‌عنوان عامل اصلي براي بررسي خواص رئولوژيكي و ويسكوالاستيك چندسازه‌هاي اپوكسي/MWCNT استفاده شد. براي توزيع نانولوله‌هاي كربني، محيط‌‌هاي اپوكسي خالص و مخلوط حلال تتراهيدروفوران (THF) و پليمر اپوكسي مورد استفاده قرار گرفت. كيفيت محيط توزيع‌كننده با استفاده از آزمون‌هاي رئولوژي، ديناميكي حرارتي مكانيكي (DMTA) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) ارزيابي شد. نتايج آزمون رئولوژي نشان داد كه مقادير ′G و G′′ براي چندسازه‌هاي توليد شده پس از توزيع نانولوله‌هاي كربني در محيط اپوكسي/حلال بيشتر از نمونه‌هاي بدون حلال بوده است. پس از ارزيابي داده‌هاي DMTA مشخص شد كه بيشترين و كمترين مدول ذخيره (ʹE) در حالت شيشه‌ و در دماي ˚C37 براي نانوچندسازه 1 50W22.5R  و اپوكسي خالص بدست آمده كه به ترتيب ‌2855 و‌2100 مگا‌پاسكال بوده است (حدود 36 درصد افزايش براي نانو‌چندسازه). همچنين، نانوچندسازه 1 50W22.5RS نسبت به نمونه‌اي مشابه بدون حلال ، 19% افزايش مدول ذخيره را به همراه داشته است. توزيع 1 درصد وزني MWCNT در اپوكسي در حضور حلال باعث افزايش 26/5% انرژي فعال‌سازي نانوچندسازه1 50W22.5RS  در مقايسه با نمونه بدون حلال 1 50W22.5R  شد.  رفتار ويسكوالاستيك به وسيله رسم نمودارهاي Cole Cole با استفاده از نتايج آزمايش DMTA مدل‌سازي شده و مدل پرز (Perez) براي تجزيه و تحليل رفتار ويسكوالاستيك نانوچندسازه‌ها به كار برده شد. نتايج آزمون‌ها و بررسي مدل پرز نشان داد كه بهترين خواص رئولوژي و ويسكوالاستيك براي پراكندگي 1 درصد وزني MWCNT در محيط THF/اپوكسي به دست آمد. از تطابق مدل پرز و داده‌هاي DMTA نانوچندسازه‌ها، پارامتر ’χ  براي نانوچندسازه1 50W22.5RS  و 1 50W22.5R  به ترتيب 0/47 و 0/55 پيش بيني شد. اين افت نشان‌دهنده توزيع مناسب نانولوله‌هاي كربني در زمينه اپوكسي بوده كه با نتايج تصاوير ميكروسكوپ الكتروني مطابقت داشته است.