مدلسازی و شبیه سازی بتن های هوشمند نانوکامپوزیتی
پذیرفته شده برای پوستر XML اصل مقاله (1496 K)
نویسندگان
کارشناس
چکیده
نانوکامپوزیت‌های پایه پلیمری از جمله محبوب‌ترین نانوکامپوزیت‌هایی می‌باشند که با استفاده از پلیمرها، تقویت‌کننده‌ها و روش‌های مختلف مورد تحقیق قرار گرفته‌اند. در این مقاله، از یک روش جدید برای تولید نانوکامپوزیت پی‌وی‌سی/ نانولوله کربنی چند دیواره با استفاده از یک قالب فشار داغ و اسپری اتوماتیک بکار گرفته شده است. کامپوزیت حاصل با استفاده از اسپری لایه به لایه پلیمر و نانولوله‌های کربنی بدست آمده است. نتایج نشان می‌دهند که با افزایش نانولوله‌های کربنی تا 5% وزنی، استحکام خستگی نانوکامپوزیت تقریبا 80% افزایش می‌یابد (تعداد 5000 سیکل). در نهایت، تاثیر درصدهای مختلف وزنی بر روی مدول یانگ نانوکامپوزیت توسط یک مدل جدید مکانیک ساختاری در نرم افزار آباکوس بررسی شده است. نتایج بدست آمده از این مدلسازی، با نتایج تجربی حاصل از روش اسپری مقایسه شده و توافق خوبی را تا 20% وزنی نانولوله کربنی نشان می‌دهد.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Fabrication of polymer/CNTs nanocomposites using a spray method for improvement of their mechanical properties
Authors
seadeh maryam dashtizand, aliyeh keyvanloo
Abstract
Polymer-based nanocomposites are among the most popular nanocomposites and have been investigated with the use of different polymers, reinforcements, and methods. In this research, a new approach is applied to produce MWCNTs / polyvinyl chloride (PVC) nanocomposite using a hot press mold and an automatic spray. The resulting nanocomposite, consisting of polymer and carbon nanotubes, is obtained using the layer-by-layer spray method. The therrmogravimetric and Raman spectroscopy analysis are used to examine of the weight percent and interaction of carbon nanotubes into the PVC matrix. Also, Design of Experiments (DOE) method by minitab 16 software is used for statistical control of the parameters influenced synthesis prosess. The results revealed that the optimal condition for the production of the nanocomposites is achieved with a weight percent of 5% and a mold surface temperature of 215°C. Then prepared samples from resultant layered nanocomposite are subjected to tensile test and Young’s modulus and final tension strength for optimal condition by 5% weight percent of carbon nanotubes are obtained 0.92±0.037GPa and 35±0.5MPa, respectively. The study is followed by performing low cycle fatigue tests in order to study the effect of adding two parameters of weight percentage and number of layers of carbon nanotubes to PVC. The results indicate by adding carbon nanotubes up to a weight percent of 5, the fatigue strength of the nanocomposites increases by approximately 80% (5000 numbers of cycles). Finally, the influence of various weight percent of carbon nanotubes on the Young’s modulus of nanocomposite is investigated via a new structural model in ABAQUS software. The results of the present structural model are compared with those from experimental method and show good agreement between this model and the spray method up to 20% weight percent of carbon nanotube.
Keywords
Layered nanocomposite, Spray method, Multi-walled carbon nanotube, Mechanical properties, Structural mechanics, PVC