اراک: افزایش مقاومت به ضربه‌ی نوعی پلیمر با نانوذرات

پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، جهت افزایش مقاومت به ضربه‌ی گونه‌ای پلیمر پرکاربرد اقدام به استفاده‌ی همزمان از نانوذرات و رزین اپوکسی در ساختار آن نمودند. نانوکامپوزیت حاصل از استحکام ضربه‌ی بالاتری نسبت به نمونه‌های خالص برخوردار است.

پلی بوتیلن ترفتالات (PBT) یکی از متداول‌ترین پلیمرهای مهندسی نیمه بلورین است که از خواصی چون درجه و سرعت بلورینگی بالا، مقاومت شیمیایی خوب، پایداری حرارتی و خواص جریانی عالی برخوردار است. علاوه بر خواص مذکور این پلیمر بدلیل استحکام کششی بالا، پایداری ابعادی مناسب بویژه در برابر آب و مقاومت بالا در برابر هیدروکربن‌ها، کاربرد وسیعی در صنایع خودروسازی، صنایع الکتریکی و سایر کاربردهای مهندسی پیدا کرده است.
به گفته‌ی احسان کیانفر، با وجود مزایای ذکر شده، بدلیل استحکام ضربه‌ای پایین این پلیمر، توجه بسیاری از محققین و پژوهشگران برای رفع این نقیصه از طریق افزایش دمای تغییر شکل حرارتی(HDT) این پلیمر معطوف شده است. لذا در این طرح نیز برای رفع استحکام ضربه‌ی پایین این پلیمر به کمک نانوذرات و رزین‌های مناسب تلاش شده است.
کیانفر در خصوص روش‌های معمول جهت بهبود این ویژگی عنوان کرد: «عموماً سه طریق برای رفع و اصلاح استحکام ضربه‌ی پایین پلیمرها مطرح است. این روش‌ها شامل کوپلیمری کردن، آلیاژسازی با سایر پلیمرها و استفاده از پرکننده‌های معدنی و افزودنی‌های مناسب است. در این طرح، به مطالعه و بررسی ارتباط بین عوامل مؤثر بر تشکیل و کنترل ساختار و خواص رئولوژیکی آلیاژهای سه تایی بر پایه پلی بوتیلن ترفتالات/ رزین اپوکسی/ نانوذرات رس پرداخته است.»
آمیختن پلیمرها یا همان آلیاژسازی، معمولاً اقتصادی‌تر از توسعه‌ی پلیمرهای جدید است؛ زیرا به کمک آن می‌توان استفاده بهتر و بیشتری از پلیمرهای مهندسی کرد. همچنین اختلاط پلیمر مورد نظر با گونه‌های ارزان قیمت و پلیمرهایی که اثرات هم‌افزایی دارند، منجر به دستیابی به آلیاژهایی با کارآیی بالاتر خواهد شد.
طبق نتایج حاصل شده نشان داده که در آلیاژPBT/ اپوکسی، اضافه کردن عامل پخت یا همان اپوکسی موجب افزایش مدول کششی آلیاژ نهایی خواهد شد. همچنین نانورس دارای سختی بیشتر نسبت به ماتریس پلیمری است. لذا قرارگرفتن و پخش و توزیع نانورس در پلیمر منجر می‌شود که نانوکامپوزیت نسبت بهPBT خالص در برابر کشش مدول و استحکام بیشتری داشته باشد.
کیانفر معتقد است از طریق تبیین هر چه دقیق‌تر ارتباط بین عوامل مؤثر بر تشکیل و کنترل ساختار و خواص رئولوژیکی این آلیاژ می‌توان شرایط بهینه جهت تولید این دسته از آلیاژها را مشخص و تدوین کرد. این امر هم از لحاظ توسعه و بسط علمی این زمینه از آلیاژها و هم از لحاظ دانش فنی و کاربردی دارای اهمیت است.
این تحقیقات از همکاری احسان کیانفر- دانشجوی دکترای مهندسی شیمی، بهنام کوهستانی- دکترای مهندسی شیمی از دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، سید علی حسن رضوی کیا- دانشجوی دکترای مهندسی شیمی از دانشگاه آزاد یاسوج و همکارانشان حاصل شده است. نتایج این کار در مجله‌ی MEANJIN – Arts & Humanities Journal (جلد 7، شماره 2، سال 2015، صفحات 153 تا 162) منتشر شده است.