توضیحات

چکیده

رزین­های فنولیک دارای پایداری ابعادی، حرارتی، مقاومت شیمیایی و خوردگی بسیار عالی هستند. همچنین مواد فرار تولید شده در حین تخریب حرارتی این رزین دارای سمیت پایین بوده و علاوه بر این دارای ذغال گذاری بالا می­باشد. رزین­های فنولیک به علت دارا بودن خواص مطلوب ذکر شده کاربردهای فراوانی در حوزه­هایی مانند قطعات داخلی هواپیماهای جنگی، سازه­های مورد استفاده در سکوهای دریایی، پلاستیک­های دیر سوز و کامپوزیت­های کربن/کربن یافته ­اند. در این پژوهش نمونه ­های رزین فنولیک از نوع رزول تقویت شده با الیاف کربن و نانو ذرات گرافن تهیه شد. مقادیر مختلفی از گرافن (0.5%، 1%، 2% و 3%) در محلول 50% وزنی رزین فنولیک و اتانول توسط امواج فراصوت به مدت 10 دقیقه با 60% توان دستگاه پخش گردید. پس از آن  کامپوزیت­ های هیبریدی حاوی 50% وزنی الیاف کربن به روش لایه گذاری دستی تهیه شد و فرآیند پخت نمونه ­ها در دمای 160ºC، فشار 120 بار توسط پرس گرم صورت گرفت. مورفولوژی، خواص حرارتی و خواص مکانیکی نانوکامپوزیت­ های تهیه شده توسط آزمون­های XRD، FTIR، SEM، TEM، DSC، TGA و خمش سه نقطه­ ای بررسی گردید و نتایج حاصل مورد مقایسه قرار گرفت. با افزودن 1% وزنی گرافن به کامپوزیت­های حاصله مدول و استحکام خمشی نمونه­ ها به ترتیب 19.5% (38.2GPa) و 8.7% (471MPa) افزایش یافت. همچنین استحکام برشی نمونه حاوی 1% وزنی گرافن 23% نسبت به نمونه خالص افزایش پیدا کرد. مقاومت حرارتی کامپوزیت­های رزین فنولیک/گرافن در مقایسه با رزین خالص افزایش قابل ملاحظه ­ای نشان داد. به عنوان مثال در نمونه حاوی 1% وزنی گرافن افزایش مشاهده شده در شاخص­های T_5%، T_10% و T_d,max به ترتیب 12، 30 و 5ºC بود. نتایج حاصل از آزمون DSC نشان داد که افزودن نانو ذرات گرافن باعث کاهش آنتالپی واکنش پخت و همچنین انتقال پیک گرمازا به دماهای بالاتر می­گردد. این امر می­تواند نشان دهنده اثر ممانعت فضایی صفحات گرافن در حین واکنش پخت باشد که ناشی از مساحت سطح بالای صفحات گرافن است.