محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق شدند سامانه‌های پلیمری به روش ساده تولید کنند که می‌توان از نتایج آن در بهبود خواص فیزیکی-مکانیکی قطعات کامپوزیتی مورد استفاده در صنایع هوافضا و نظامی بهره برد.

به گزارش پپنا، مهدی امراللهی، فارغ‌التحصیل دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ دانشگاه صنعتی امیرکبیر عنوان این طرح را «مقاوم سازی و بهبود چقرمگی رزین اپوکسی از طریق افزودن نانولوله کربنی اصلاح شده با کوپلیمرهای یورتانی» ذکر کرد و گفت: سامانه‌های پلیمری گرماسخت به سبب خواص فیزیکی-مکانیکی، پایداری حرارتی و مقاومت شیمیایی بالا نسبت به سامانه‌های گرمانرم، کاربردهای ویژه‌ای در صنایع مختلف دارند.

وی افزود: علی رغم ویژگی‌های منحصربه فرد، رفتار ترد و شکننده این دسته از پلیمرها به سبب وجود یک شبکه سه بعدی شیمیایی در ساختار، استفاده از آنها را با محدودیت و چالش روبرو می‌کند.

امراللهی افزود: از جمله این مواد، خانواده رزین‌های اپوکسی هستند که از دیرباز تحقیقات گسترده‌ای پیرامون حل نواقص آنها صورت پذیرفته است؛ در این میان، به کارگیری روش‌های سنتی در بهبود چقرمگی شکست این مواد عموماً منتج به افت مشخصه‌های مکانیکی همچون مدول و استحکام و نیز کاهش دمای انتقال شیشه‌ای و به تبع آن دمای کابری آنها خواهد شد.

این محقق خاطر نشان کرد: کمتر از بیست سال از معرفی گروه جدیدی از مواد با ساختارهای دو محیط دوست به عنوان افزودنی‌های مناسب با ساختار ویژه و به منظور رفع محدودیت‌های اصلاح کننده‌های سنتی و رایج می‌گذرد. از این رو سنتز این مواد در بعد آزمایشگاهی و حتی صنعتی در کنار دانش محدود کنونی درخصوص رفتار و اثرگذاری آنها، حوزه پژوهشی گسترده‌ای را پیش روی پژوهشگران قرار داده است.

وی افزود: پژوهش حاضر تلاشی در جهت تولید کوپلیمرهای دومحیط دوست به روشی به مراتب ساده‌تر از روش‌های موجود در مقالات است که ایده اولیه آن از ساختار کوپلیمرهای یورتانی بدست آمده است.

مجری طرح تاکید کرد: فارغ از استعداد ذاتی کوپلیمرهای یورتانی در ارائه خواص منحصربه فرد استحکام و چقرمگی، ترکیب این مواد نانوساختار با نانوذرات دیگر می‌تواند منجر به بروز اثر هم‌افزایی در سامانه‌های پایه شود. بر این اساس، ابتدا مجموعه‌ای از کوپلیمرهای یورتانی با ساختار دو محیط دوست برپایه مواد شیمیایی قابل دسترس در بازار داخلی تهیه شد.

امراللهی با بیان این‌که سپس با تعیین ساختار و ترکیب درصد بهینه از این مواد، از طریق روش پیوندزنی شیمیایی، سطح نانولوله‌های کربنی اصلاح شد، خاطرنشان کرد: نتایج به دست آمده نشان داد که کوپلیمرهای تهیه شده برپایه یک نوع پلیال استری سنتزشده، دی ایزوسیانات و یک پلیال اتری در بهبود خواص فیزیکی-مکانیکی و چقرمگی شکست سامانه اپوکسی قابل رقابت با نمونه‌های تجاری است.

امراللهی اظهار کرد: برخلاف انتظار، آمیزه‌های اپوکسی حاوی نانولوله کربنی اصلاح شده با کوپلیمر یورتانی نسبت به آمیزه اپوکسی حاوی کوپلیمر یورتانی کارآمد نیست.

وی هدف اصلی این پژوهش را ارتقا و بهبود همزمان هر دو مشخصه استحکام نهایی قطعه و چقرمگی شکست آن ذکر کرد و افزود: نتایج این طرح در صنایع کامپوزیت به‌خصوص تولید قطعات نظامی، هوافضا و غیره می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد.