بررسي اثر روش‌هاي مختلف اختلاط بر خواص مكانيكي كامپوزيت اپوكسي- نانو خاك رس

A Study on Effects of Mixing Methods on Mechanical Properties of Epoxy-nanoclay Composites

در تحقيق حاضر، نانو كامپوزيت اپوكسي رزين با نانوخاك رس از طريق اختلاط مكانيكي و با بهره‌گيري از همزن برشي الكتريكي ساخته شد و روش‌هاي رزين اپوكسي تقويت شده با نانو ذره خاك رس اصلاح شده مورد مطالعه قرار گرفت. پس از انتخاب روش بهينه (استفاده از حلال يك مرحله‌اي)، اثر غلظت نانو ذره، سرعت و زمان اختلاط، نقش حلال و تابش امواج ماورا صوت بررسي و پس از آن، خواص نانو كامپوزيت ساخته شده با نمونه اپوكسي خالص مقايسه گرديد. نتايج به دست آمده نشان مي‌دهد كه استفاده از حلال در بهبود رفتار مكانيكي محصول موثر بوده و نتيجه آزمون تفرق اشعه ايكس (XRD) مويد ميان لايه‌اي شدن، لايه لايه شدن و افزايش فاصله لايه‌هاي سيليكاتي در نانو كامپوزيت به علت توزيع مناسب ذرات خاك رس تا غلظت 5 % نانو ذره مي‌باشد. با افزايش 5% خاك رس به رزين اپوكسي، استحكام كششي و مدول كششي به ترتيب به ميزان 4/13 % و 5/21 % درصد و مدول خمشي 2/27 % افزايش يافت.

In the present work, nanocomposites were processed and fabricated by mechanical mixing of epoxy resin with organoclay using an electric shear mixer. Methods of preparation, fabrication, and characterization of epoxy resin reinforced with organically-modified montmorillonite (OMMT) have been studied. The optimum scheme and procedure were selected and the effects of nanoclay concentration, rate and time of mixing, rule of solvent, sonication time were investigated. After that, the mechanical properties of fabricated samples were evaluated and compared with pure epoxy. It was found that using solvent in preparing the composites improved mechanical behavior. The X-ray diffraction (XRD) results showed intercalation, some degree of exfoliation, and increasing of d- spacing of silicate layers in the nanocomposites fabricated with the shear mixing because of well-dispersion when adding nanoclay up to 5 wt.%. By adding 5 wt.% nanoclay, tensile strength and modulus, and flexural modulus increased 13.4%, 21.5%, and 27.2% respectively.