اثر هيبريد نمودن الياف تقويت كننده بر خواص كششي كامپوزيت هاي زمينه اپوكسي

Hybridization effect of fibers reinforcement on tensile properties of epoxy composites

الياف پلي اكريلونيتريل اكسيد شده از پايدارسازي حرارتي الياف پلي اكريلونيتريل به دست مي آيد و به عنوان ماده ي اوليه براي توليد الياف كربن استفاده مي شود. در اين تحقيق اثر افزودن اين الياف بر خواص مكانيكي كامپوزيت هاي زمينه پليمري تقويت شده با پارچه هاي سه نوع الياف پيشرفته بررسي شد. بدين منظور 13 نوع كامپوزيت زمينه اپوكسي تقويت شده با يكي از انواع پارچه الياف كربن، كولار و شيشه به همراه الياف پلي اكريلونيتريل اكسيد شده به روش لايه گذاري دستي به صورت چهار لايه با چيدمان هاي متفاوت ساخته شدند. براي ساخت كامپوزيت ها از رزين اپوكسي بيسفنولF و هاردنر پلي آميني استفاده شده و نسبت رزين به الياف 60 به 40 درصد وزني انتخاب شد. سپس خواص كششي و سطح مقطع شكست كامپوزيت ها مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه با افزايش نسبت الياف پلي اكريلونيتريل اكسيد شده به پارچه كربن، كولار و شيشه، استحكام كششي و مدول الاستيك كاهش يافته اما در نسبت هاي بالاي 50%  وزني ميزان كرنش شكست افزايش مي يابد. بررسي سطح مقطع شكست نشان داد كه كامپوزيت هاي ساخته شده با يكي از پارچه هاي الياف كربن، كولار و شيشه به همراه الياف پلي اكريلونيتريل اكسيد شده، به ترتيب داراي نوع شكست عرضي، انفجاري و لايه لايه شدن لبه اي مي باشند و با افزايش نسبت الياف پلي اكريلونيتريل اكسيد شده به پارچه هاي كربن، كولار و شيشه، نوع شكست عرضي مي شود

Oxidized Polyacrylonitrile fibers (OPF) are made by thermal stabilization of polyacrylonitrile (PAN) fibers and are used as precursors materials for production of carbon fibers. In this paper, effect of adding these fibers on tensile properties of polymer matrix composites was studied. So thirteen kind weights of epoxy matrix composite reinforced with one of the carbon, Kevlar and glass fabrics including OPF by hand lay up method as four layers with different layering were made. For making of composites epoxy Bisphenol F resin and polyamine hardener were used and the resin to fiber fraction was selected as 60 percent. Then tensile properties and failure cross section of them were studied. Results showed that by increasing OPF to carbon, Kevlar and glass fabric ratio the tensile and modulus strength decreased but in more than 50 weight percent ratios failure strain increased. Study of the fail cross section showed that composites made with one of the carbon, Kevlar, glass fabrics including OPF have lateral, explosive and edge delamination failure modes respectively and with increasing the OPF to carbon, Kevlar and glass fabric transverse failure mode happens.