جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای حسین نساج پور اصفهانی)

موضوع: ساخت و مشخصه‌یابی کامپوزیت زمینه پلیمری با خاصیت خودروان‌کاری مایع با استفاده از ذرات متخلخل حاوی روغن

ارائه دهنده: حسین نساج پور اصفهانی

استادان راهنما: دکتر صالح اکبرزاده، دکتر رضا جعفری ندوشن

استاد مشاور: دکتر علیرضا علافچیان

استادان داور: دکتر محمد مشایخی، دکتر محسن اصفهانیان

چیکده:

بسیاری از پلیمرها و کامپوزیت‌های پلیمری در کاربردهایی استفاده می‌شوند که در آن‌ها سایش و اصطکاک مسائل مهمی هستند. رزین اپوکسی نیز یکی از کاربردی‌ترین پلمیرهایی است که در صنعت استفاده می‌شود. بهبود سایش و اصطکاک این رزین ترموست، می‌تواند دامنه کاربرد این رزین را بیشتر گسترش دهد. در این بین، مواد کامپوزیتی خودروان‌کار بیشتر توجه‌ها را در صنعت و زمینه تریبولوژی به دلایل اقتصادی و زیست‌محیطی به خود جلب کرده است.  این مواد، نیاز به روان‌کاری خارجی مانند روغن را از بین برده‌اند. در نتیجه جایی که عمر طولانی، مقاومت به سایش بالا و اصطکاک کم مدنظر باشد از این نوع کامپوزیت‌ها استفاده می‌شود. پژوهش حاضر به بررسی نقش افزودن ذرات متخلخل زئولیت اصلاح‌شده بر رفتار تریبولوژیکی رزین اپوکسی می‌پردازد. پنج نوع نمونه از جنس رزین خالص، کامپوزیت حاوی ذرات زئولیت بدون روغن در درصدهای وزنی 5 و 10 و کامپوزیت حاوی ذرات زئولیت حاوی روغن در درصدهای وزنی 5 و 10 درصد ساخته شد. برای ساخت نمونه‌ها، از قالب سیلیکونی و جهت پراکندگی یکنواخت مواد پرکننده نانو ساختار در زمینه اپوکسی، از تجهیزاتی مانند همزن مغناطیسی به همراه حمام فراصوت استفاده شد. جهت ارزیابی خواص سایشی و اصطکاکی کامپوزیت‌های تولیدی، از تریبومتر پین روی دیسک تحت شرایط لغزش خشک و دمای محیط استفاده شد. در این آزمون، نمونه‌های کامپوزیتی به شکل دیسک و از پین فولادی به‌عنوان جسم سخت استفاده شد. در آزمون سایش، دو نیروی 15 و 30 نیوتن، دو سرعت 0/1 و 0/2 متر بر ثانیه و مسافت 500 متر به‌‌منظور مقایسه رفتار نمونه‌ها به‌عنوان پارامترهای طراحی آزمون برگزیده شدند. برای اطمینان از صحت و تکرارپذیری نتایج، هر آزمون سه بار تکرار گردید. مطابق نتایج، اضافه‌کردن ذرات زئولیت اصلاح‌شده بدون روغن جذبی با این دو درصد وزنی به رزین، به تنهایی اثر خاصی بر ضریب اصطکاک اپوکسی ندارد. هم‌چنین باعث افزایش نرخ سایش نیز می‌شود. اما از طرف دیگر، حضور ذرات پرشده از روغن در رزین موجب کاهش قابل توجه ضریب اصطکاک و کاهش بسیار زیاد نرخ سایش کامپوزیت نسبت به اپوکسی خالص در تمام شرایط آزمون سایش شد. بنابراین استفاده از ذرات حاوی روان‌کننده مایع ارزش کاربردی بالایی در بهبود خواص تریبولوژیکی مواد رزینی دارند. مثلاً میانگین ضریب اصطکاک در نیروی 15 نیوتن و سرعت 0/1 متر بر ثانیه برای اپوکسی خالص، کامپوزیت حاوی 5 درصد وزنی ذرات بدون روغن، کامپوزیت حاوی 10 درصد وزنی ذرات بدون روغن، کامپوزیت حاوی 5 درصد وزنی ذرات حاوی روغن و کامپوزیت حاوی 10 درصد وزنی ذرات حاوی روغن به‌ترتیب 0/32، 0/33، 0/28، 0/13 و 0/12 بدست آمد. افزودن ذرات حامل روغن به رزین برای شرایط مختلف، ضریب اصطکاک را بین 60 تا 70 درصد نسبت به اپوکسی خالص کاهش می‌دهد. هم‌چنین نرخ سایش در نمونه‌های حاوی ذرات روغنی بین 25 تا 45 برابر نسبت به اپوکسی خالص کاهش داشت.

کلمات کلیدی: کامپوزیت خودروان‌کار، تریبولوژی، اپوکسی، ذرات متخلخل زئولیت، روغن