بررسی مقاومت ضربه ای نانوکامپوزیت سه فازی پلی استال-پلی یورتان گرمانرم-دوده برای کاربرد در پایه سپر

در این پژوهش، اثر نانوذرات دوده و پلی یورتان گرمانرم بر استحکام کششی و مقاومت ضربه ای پلی استال مطالعه شده است که کاربرد فراوانی در ساخت قطعات خودرو همچون پایه سپر دارد. بهبود مقاومت ضربه ای پلی استال، از جمله چالش های صنعت خوردو است که موجب کاهش آسیب جلوبندی خودرو در تصادفات می شود. جادادن فاز پلی یورتان گرمانرم در ماتریس پلی استال، می تواند سازگاری مناسبی با پلیمر ماتریس ایجاد کند و مقاومت ضربه ای آمیخته را افزایش دهد. افزون بر این، وجود دوده در ماتریس پلی استال می تواند به طور هم زمان استحکام کششی و مقاومت ضربه ای و مقاومت در برابر پرتو فرابنفش پلی استال را افزایش دهد.

نمونه های استاندارد کشش و ضربه نانوکامپوزیت بر پایه آمیخته پلی استال دارای %42/0 وزنی تقویت کننده نانوذرات دوده و فاز پلی یورتان گرمانرم (10، 15 و %20 وزنی) با اکسترودر دوپیچی و قالب گیری تزریقی تولید شدند. آزمون های استاندارد کشش و ضربه برای ارزیابی عملکرد مکانیکی نانوکامپوزیت ها انجام شد. شکل شناسی سطوح شکست نمونه های ضربه و سازوکار های چقرمگی با استفاده از میکروسکوپی الکترونی پویشی بررسی شد.

نتایج آزمون کشش نشان داد، وجود نانوذرات دوده باعث افزایش مدول یانگ و استحکام کششی پلی استال شد. با وجود این ، افزودن پلی یورتان گرمانرم در آمیخته پلی استال-دوده باعث کاهش استحکام کششی شد. افزودن یک فاز با قطعه های نرم به ماتریس گرمانرم دارای قطعه های سخت، استحکام کششی را کاهش داد. افزون بر این، فاز تقویت کننده دوده و فاز پلی یورتان گرمانرم، درصد ازدیاد طول نانوکامپوزیت سه فازی را افزایش داد. نتایج آزمون ضربه نشان داد، وجود نانوذرات دوده و پلی یورتان گرمانرم در ماتریس پلی استال به افزایش مقاومت ضربه ای منجر می شود. تغییرشکل پلاستیک، لیفچه ای شدن، ترکچه زایی و تشکیل میکروحفره در مجاورت نانوذرات دوده و پلی یورتان گرمانرم، به عنوان سازوکار های چقرمگی غالب در نانوکامپوزیت ها بودند.