تولید نانوکامپوزیت مقاوم به حرارت/ کاربرد در هوافضا

محققان ایرانی در یک طرح تحقیقاتی موفق شدند با افزودن نانو صفحات گرافن اصلاح‌ شده به نوعی رزین پلیمری، یک نانوکامپوزیت آزمایشگاهی مقاوم به حرارت تولید کنند.

کد خبر: ۱۲۰۳۴۸۳

تاریخ: ۲۵ بهمن ۱۳۹۴ - ۱۴:۳۲

به گزارش خبرگزاری دانا به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، مواد هیبریدی به کامپوزیت‌هایی گفته می‌شود که اجزای آن‌ها را ترکیبات آلی و غیر آلی تشکیل می‌دهند. در دهه‌های اخیر، استفاده از این مواد به دلیل خواص منحصر به فردشان به‌صورت وسیعی گسترش یافته است. زمینه‌ این مواد از جنس پلیمر است که می‌توان با افزودن اجزای ثانویه، خواص مکانیکی، فیزیکی و حرارتی آن را بهبود بخشید.

نوع افزودنی، میزان پراکندگی یکنواخت آن در زمینه‌ پلیمری و اندرکنش آن با فاز زمینه، از عوامل مهم در میزان بهبود خواص این محصولات محسوب می‌ شوند.

حسین روغنی ممقانی یکی از محققان این طرح، رزین «نووالاک» را به عنوان یکی از مواد اصلی پلیمری تشکیل دهنده‌ قطعات در معرض حرارت عنوان کرد و افزود: هدف از انجام این تحقیق، افزایش مقاومت حرارتی و میزان حفظ ساختار رزین «نووالاک» بود که دو روش متفاوت برای نیل به این هدف مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت.

وی افزود: روش اول، استفاده از پرکننده‌ آیروژل گرافن و دیگری بهره گیری از ساختار سیلیکای متخلخل به عنوان زمینه و واردسازی رزین و گرافن اصلاح‌شده در ساختار محصول بود.

وی گفت: هر دو نانو کامپوزیت تولید شده دارای مقاومت حرارتی و پایداری ساختاری بالایی بودند، اما محصول نانوکامپوزیتی حاوی گرافن و رزین اصلاح‌شده در زمینه سیلیکای متخلخل خواص قابل‌توجه بهتری را به نمایش گذاشت.

روغنی ممقانی عدم برهم‌کنش مناسب بین رزین و افزودنی‌های اعمال‌شده را مهم‌ترین دلیل حاصل نشدن خواص حرارتی چشمگیر در پژوهش‌های گذشته برشمرد و گفت: در این پژوهش با استفاده از نانومواد با خواص حرارتی بالا و هم‌چنین ایجاد برهمکنش مناسب بین زمینه‌ی پلیمری و مواد افزودنی، خواص حرارتی و پایداری ساختاری بالایی حاصل شده است.

این محقق در خصوص مراحل انجام این طرح اظهار داشت: جهت تهیه هیبریدهای رزین نووالاک، گرافن اصلاح‌شده مورد استفاده قرار گرفت. این هیبریدها به دو روش متفاوت تولید شد و محصولات به‌دست‌آمده از هر روش به‌وسیله‌ی آزمون‌های FTIR، XPS، TGA، XRD، ایزوترم‌های جذب و واجذب نیتروژن و میکروسکوپ‌های« SEM و TEM » مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند.

وی افزود: نتایج حاصل‌شده از آزمون‌ها حاکی از آن است که با افزودن گرافن اصلاح شده به رزین به میزان ۵ درصد و حصول ساختار سیلیکا، میزان باقی‌مانده از تخریب حرارتی رزین حدود ۵ درصد افزایش یافته است.

به گفته وی،  این نانو کامپوزیت علاوه بر مقاومت حرارتی، از پایداری ساختاری بالایی نسبت به نمونه‌های مشابه برخوردار است و می‌تواند در صنایع هوافضا مورد استفاده قرار گیرد.

این تحقیقات، حاصل تلاش‌های حسین روغنی ممقانی و مهدی سلامی کلجاهی- اعضای هیات علمی دانشگاه صنعتی سهند تبریز و اکبر نوع پرور قره باغ، دانش‌آموخته‌ کارشناسی ارشد این دانشگاه است. نتایج این کار در مجله‌ Polymer Degradation and Stability (جلد ۱۲۴، سال ۲۰۱۶، صفحات ۱ تا ۱۴) به چاپ رسیده است.