مکانیک هوافضا (Oct 2021)
بررسی اثر نانو رس بر رفتار حرارتی و مقاومت اشتعال نانوکامپوزیت فنولیک –کربن
Abstract
سیلیکات‌های لایه‌ای (رس) به‌دلیل ساختار در ابعاد نانو در بهبـود خـواص حرارتی کامپوزیـت‌هـای پلیمـری کاربرد گسترده‌ای یافته‌اند. در مقاله حاضر، ابتدا نانو رس بر پایه مونت‌موریلونیت اصلاح‌شده به میزان 5/2 و 5/7 درصد وزنی به روش اخـتلاط مـذاب در زمینـه رزیـن فنولیـک توزیع شد. سپس پارچه کربنی بر پایه پلی‌اکریلونیتریل با مخلوط رزین و نانو رس آغشته شده و کامپوزیت کربن – فنولیک به روش لایه‌گذاری دستی و پخـت در اتـوکلاو به دمای °C160 به مدت 4 ساعت سـاخته شـد تا اثر نانو رس بر ساختار کریستالی و خواص حرارتی آن بررسی شـود. فاصله کریستالی صفحات رس با تجزیه و تحلیل پـراش اشـعه ایکـس (XRD) تعیین شد و تجزیه و تحلیل توزیع نانو رس در زمینه فنولیک توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) انجام شد. از آزمون گرماسنج مخروطی برای ارزیابی اشتعال‌پذیری نانوکامپوزیت‌ها استفاده شد و اثر نانو رس بر استحکام کششی و برشی بین لایه‌های نمونه‌ها بررسی شد. نتـایج نشـان داد کـه فاصـله کریستالی نانو رس در رزین تا دو برابر افزایش می‌یابد. افزودن نانو رس تا 5/2 درصد وزنی سبب افزایش زمان وقوع افروزش تا دو برابر و کاهش نرخ رهایش گرما تا 36% شد که بیانگر تأثیر بسزای نانو رس در تأخیر شروع اشتعال، بهبـود مقاومت به اشتعال و دیرسوزی کامپوزیت کربن – فنولیک است. همچنین نتایج نشان داد که افزودن نانو رس اثر قابل‌ملاحظه‌ای بر استحکام کششی و استحکام برشی نانوکامپوزیت کربن – فنولیک ندارد.
