اثر پلي‌سولفون و نانوصفحه‌هاي گرافن بر انعطاف‌پذيري پوشش‌هاي اپوكسي

Effect of Polysulfone and Graphene Nanosheets on the Flexibility of Epoxy Coatings

رزين اپوكسي داراي خواص مكانيكي، شيميايي، الكتريكي و گرمايي مطلوب است و در برابر خزش مقاومت نشان مي­‌دهد. با وجود اين خواص، رزين اپوكسي پخت شده شكننده است و مقاومت ضربه‌ كمي دارد. در اين مطالعه به منظور رفع اين مشكلات، از پليمر گرمانرم پلي­‌سولفون و نانوصفحه‌هاي گرافن به­‌عنوان افزودني تقويت­‌كننده براي بهبود انعطاف­‌پذيري پوشش اپوكسي استفاده شد. بنابراين، اثر افزودن درصدهاي مختلف پلي­‌سولفون (5/0، 1، 5/2 و 5%) و نانوصفحه‌هاي گرافن (%5/0) روي خواص رزين اپوكسي به­‌وسيله آزمون­‌هاي گرماسنجي پويشي تفاضلي (DSC)، استحكام كششي، مقاومت در برابر ضربه و آزمون تعيين درصد ژل بررسي شد. نتايج نشان داد، استحكام كششي رزين اپوكسي با افزودن پلي­‌سولفون افزايش يافته است و از سوي ديگر نانوصفحه‌هاي گرافن انعطاف­‌پذيري نمونه داراي %1 پلي­‌سولفون را بهبود داده است. مطالعه خواص گرمايي نمونه­‌هاي پخت­ شده با آزمون DSC تغيير دماي انتقال شيشه­‌اي ماتريس اپوكسي را بر اثر واردشدن پلي­‌سولفون نشان مي­‌دهد. همچنين، با افزايش نانوذرات گرافن به آميزه داراي پلي­‌سولفون، مدول كاهش يافت كه به دليل كاهش درصد شبكه­‌اي­‌شدن است. آزمون مقاومت در برابر ضربه­ نشان داد، نمونه داراي %1 وزني پلي­‌سولفون و %5/0 گرافن داراي بيشترين استحكام و مقاومت ضربه است. رزين­‌هاي تهيه شده از اين نوع آميزه­‌هاي رزين اپوكسي مي‌تواند در تهيه انواع پوشش­‌هاي انعطاف­‌پذير و مقاوم در برابر خوردگي استفاده ­شود.

Epoxy resin has remarkable properties including excellent mechanical and electrical properties, thermal and chemical stability, and resistance to creep. On the other side, these resins are brittle with low resistance toward crack initiation and its growth. In order to solve this problem, thermoplastic polysulfone and graphene nanosheets have been used as filler for improving the flexibility of epoxy coatings. The effect of adding different amounts (1, 0.5, 2.5, 5 wt%) of polysulfone and 0.5 wt% of graphene nanosheets on the epoxy properties was investigated by thermal analysis (DSC), tensile strength, impact resistance and determining the gel content of samples. The results showed that the tensile strength of epoxy resin increased by adding polysulfone, and the graphene nanosheets could improve flexibility of the sample containing 1 wt% polysulfone. The study of thermal properties of cured samples by means of DSC analysis showed that the addition of polysulfone into the epoxy network resulted in changing the glass transition (Tg) of the resin. With incorporation of graphene nanosheets into the polymer matrix, the modulus decreased due to the reduction in number of crosslinks. The study in impact resistance of the samples showed that those containing 1 wt% polysulfone and 0.5 wt% graphene displayed high strength and impact resistance. These types of compounds can be used in flexible and anticorrosion coatings.