اهميت پوشش ‌ژلي در سازه‌هاي كامپوزيتي و اثر پركننده نانو بر بهبود خواص آن‌ها

Importance of Gel Coating in Composite Structures and the Effect of Nanofillers on Their Properties Improvement

قطعات كامپوزيتي بايد داراي ظاهري استاندارد، مقاوم در برابر عوامل محيطي و شيميايي و خواص فيزيكي مطلوب باشند. براي دست‌يابي به اين خواص مطلوب، پوشش ‌ژلي به عنوان لايه رويي كامپوزيت‌ها استفاده شده است. جذب آب و رطوبت، خواص مكانيكي سازه‌هاي كامپوزيتي را به‌شدت تحت تاثير قرار مي‌دهد. اين اثر در كامپوزيت‌هاي ساخته شده از رزين‌هاي قابل آب‌كافت مانند پلي‌استر‌ها شديدتر است و به تورم اسمزي و تضعيف خواص مكانيكي منجر مي‌شود. آب جذب شده همراه با مايعات ناشي از كنش و واكنش‌هاي شيميايي، سطح نرم و ژل‌مانندي را به‌وجود مي‌آورند كه خواص سطحي را كاهش مي‌دهد و از خاصيت حفاظتي پوشش ژلي مي‌كاهد. از سوي ديگر، پس‌زني رزين از ديگر معايب سازه‌هاي كامپوزيتي است كه در درازمدت به بيرون‌زدگي الياف و افزايش خوردگي منجر مي‌شود. بنابراين، اعمال پوشش ژلي مناسب مي‌تواند، علاوه بر افزايش مقاومت شيميايي سطح قطعه، جذب رطوبت و آثار نامطلوب آن را كاهش داده و طول عمر قطعات كامپوزيتي را افزايش دهد. افزون بر اين، با پيشرفت‌هاي اخير در زمينه علم نانو، استفاده از پركننده‌هاي نانو با نسبت منظر زياد، آن‌ها را به گزينه‌هاي مناسبي براي بهبود خواص در كامپوزيت‌ها تبديل كرده است. بنابراين در اين مقاله، ابتدا اهميت پوشش‌هاي ژلي و عوامل موثر مانند ضخامت و نوع رزين در ساخت قطعات كامپوزيتي در صنايع گوناگون و سپس اثر كاربرد پركننده نانو در آن، بر خواص مكانيكي و جذب آب اين قطعات بررسي شده است.

Composite structures should be acceptable in terms of their appearance and resistance to environmental factors and chemicals and their desirable physical properties. To achieve these requirements, “gel coat” is used as surface layer in composites. Composite structures are vulnerable when exposed to moisture environment. Mechanical properties of composite structures are strongly affected by water and moisture absorption, especially in composites made of hydrolysable resins such as polyesters. This causes osmotic swelling and loss of mechanical properties. The adsorbed water in presence of liquids caused by chemical reactions, create soft and gel-like surface that reduces the protective effect of “gelcoat”. On the other hand, resin leaching is another disadvantage of composite structures which could cause fiber leaching in the long term and increase corrosion resistance. Therefore, suitable choice of “gel coat” can increase the surface chemical resistance, reduce moisture absorption and increase the lifetime of composite structures. Also, recent progress in the field of nanoscience makes them appropriate choices for improving properties of the composites. In this paper, we investigated the importance of “gel coat” and the effective factors such as thickness and type of resin in the manufacture of composite structures in various industries and finally the effects of nanofillers on mechanical properties and water absorption.