تأثیر پیرشدگی بر ریزساختار و خواص فیزیکی - مکانیکی پلیمر اپوکسی و کامپوزیت های آن
الموضوعات :
محسن عباسی
1
(بوشهر)
الکلمات المفتاحية: کامپوزیت اپوکسی خواص مکانیکی پیرشدگی,
ملخص المقالة :
یکی از مشکلات اساسی استفاده از فلزات،فرسودگی و خوردگی ناشی از آن و هزینه بالای تعمیراتاست.از این رومحققانبه استفاده از کامپوزیت ها علاقه مند شده است. از میانمواد کامپوزیتی، کامپوزیت های ساخته شده با ماتریس اپوکسی به دلیل خواص ویژه، استحکام مکانیکی بالا و عدم خوردگی،مورد توجه قرار گرفته و به طور گسترده ای در کاربردهای صنعتی از آن ها استفاده می شود.با توجه به این که خواص مکانیکی، حرارتی و فیزیکی با عوامل محیطی مانند دما، رطوبت، نور ماورای بنفش طی گذشت زمانممکن است تغییر کند،این پلیمرها در شرایط عملکردی دچار مشکلمیشوند. دما در عوامل محیطی منجر به تسریع تجزیه گرمایی رزین اپوکسیشده وبه دلیل ضریب انبساط حرارتی متفاوت بین الیاف و رزین،تنش ماندی در این کامپوزیت ها ایجاد می کند. رطوبت نقش نرم کننده را ایفا می کند و خواص بین سطحی الیاف و رزین اپوکسیرا کاهش می دهد. نور ماورای بنفش باعث پارگی زنجیرهای پلاستیک با نورکافت شده و وزن مولکولی را کاهش می دهد. به این دلیل که ممکن است زمان طولانی برای بررسی تخریب پلیمرها در اختیار نباشد، مهم است که تأثیر عوامل محیطی روی تخریب خواص پلیمرها بررسی شود.
1.Rezadoust A.M.,Beheshti M.H., Reinforced Plastics (Polymer Composites) (Persian). Iran Polymer and Petrochemical Institute, Tehran, Iran, 3-4,2005.
2.Odegard G.M., Bandyopadhyay A., “Physical Aging of Epoxy Polymers and their Composites” J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys., 49, 1695‐1716, 2011.
3.Martin R., Ageing of Composites, Woodhead Publishing Limited, Cambridge, England, 467-496, 2008.
4.Tian W.D., Hodgkin J., “Long-term Aging in a Commercial Aerospace Composite Sample: Chemical and Physical Changes”J. Appl. Polym. Sci., 115, 2981-2985, 2010.
5.Hutchinson J.M., “Physical Aging of Polymers”Prog. Polym.Sci, 20, 703-760,1995.
6. Brown R.P., Greenwood J.H., Particle Guide to the Assessment of the Useful Life of Plastics, Rapra Technology Limited, Shrewsbury,UK,15-20, 2002.
7. Wright D.C., Environmental Stress Cracking of Plastics, Rapra Technology Limited, Shrewsbury,UK,4-7, 1996.
8. Maxwell A.S., Broughton W.R., Dean G., Sims G.D., Review of Accelerated Ageing Methods and Lifetime Prediction Techniques for Polymeric Materials, National Physical Laboratory (NPL), Teddington,UK, 10-13,2005.
9. Sims G.D., Broughton W.R., Glass Fiber Reinforced Plastics–Properties, National Physical Laboratory, Teddington, UK, 151-197, 2000.
10. BankL.C., GentryT.R., “Accelerated Test Methods to Determine the Long-Term Behavior of FRP Composite Structures: Environmental Effects”J. Reinf. Plast.Comp., 14, 559-587,1995.
11. Amin M., Akbar M., Salman M.,“Composite Insulators and Their Aging: An Overview”Sci. China Ser. E, 50, 697-713, 2007.
12. Kim S.H., Cherney E.A., Hackam R., Rutheford K.G.,“Chemical Changes at the Surface of RTV Silicone Rubber Coatings on Insulators during Dry-Band Arcing”Ieee T. Dielect. El. In., 1, 106-123, 1994.
13. Sarathi R., Chandrasekar S., Giri V.S.,Venkataseshaiah C., Velmurugan R., “Analysis of Surface Degradation of High Density Polyethylene (HDPE) Insulation Material due to Tracking”B. Mater. Sci.,27, 251-262, 2004.
14. Hu H.W., “Physical Aging in Long Term Creep of Polymeric Composite Laminates”J. Mech., 23, 245-252, 2007.
15. Shi X.D., Fernando B.M.D., CrollSG., “Concurrent Physical Aging and Degradation of Crosslinked Coating Systems in Accelerated Weathering”J. Coat. Technol. Res, 5, 299-309, 2008.
16. Leveque D., Schieffer A., Mavel A., Maire J.F.,“Analysis of How Thermal Aging Affects the Long-Term Mechanical Behavior and Strength of Polymer–Matrix Composites”Compos. Sci. Technol.,65, 395-401, 2005.
17. G'sell C., Mckenna G.B., “Influence of Physical Ageing on the Yield Response of Model DGEBA/Poly(propylene oxide) Epoxy Glasses”Polymer, 33, 2103-2113, 1992.
18. Oyanguren P.A., Vallo C.I., Frontini P.M., Williams R.J.J., “Rejuvenation of Epoxy Glasses Subjected to Uniaxial Compression”Polymer, 35, 5279-5282, 1994.
19. Kong E.S.W., “Physical Aging in Epoxy Matrices and Composites”Adv. Polym. Sci., 80, 125-171, 1986.
20. Aboulfaraj M., Gsell C., Mangelinck D., McKenna G.B., “Physical Aging of Epoxy Networks After Quenching and/or Plastic Cycling”J. Non-Cryst.Solids, 172, 615-621, 1994.
21. Chang T.D., Brittain J.O., “Studies of Epoxy Resin Systems: Part C: Effect of Sub-Tg Aging on the Physical Properties of a Fully Cured Epoxy Resin”Polm. Eng. Sci., 22, 1221-1227, 1982.
22.Ophir Z.H., Emerson J.A., Wilkes G.L., “Sub‐Tg Annealing Studies of Rubber‐Modified and Unmodified Epoxy Systems”J. Appl. Physics, 49, 5032-5038, 1978.
23. Kawakami H., Souda K., Nanzai Y., “Relaxation Phenomenon in Epoxy Glass Aged under Post-Yield Strain”Polym. Eng. Sci., 46, 630-634, 2006.
24. Kawakami H., Watanabe M., “Changes in the Thermomechanical Behavior of Epoxy Glasses Under the State of Strain Aging”J. Appl. Polym. Sci.,107, 2095-2100, 2008.
25. FergusonT.P., Qu J., “Elastic Modulus Variation due to Moisture Absorption and Permanent Changes Upon Redrying in an Epoxy Based Underfill”IEEE T. Compon. Pack.T., 29, 105-111, 2006.
26. Barbosa A.P.C., Fulco A.P.P., Guerra E.S.S., Arakaki F.K, Tosatto M., Costa M.C.B., Melo J.D.D., “Accelerated Aging Effects on Carbon Fiber/Epoxy Composites”Compos.Part B-Eng., 110, 298-306, 2017.
27. Sugiman S., Putra I.K.P., Setyawan P.D., “Effects of the Media and Ageing Condition on the Tensile Properties and Fracture Toughness of Epoxy Resin”Polym. Degrad. Stabil.,134, 311-321, 2016.
28. Kwon D.J., Shin P-S., Kim J-H., Baek Y-M., Park H-S, Devries L., Park J-M., “Interfacial Properties and Thermal Aging of Glass Fiber/Epoxy Composites Reinforced with SiC and SiO2 Nanoparticles”Compos. Part B-Eng., 130, 46-53, 2017.
29. Chang L.N., Chow W.S., “Accelerated Weathering on GlassFiber/Epoxy/Organo-MontmorilloniteNanocomposites”J. Compos.Mater, 24, 1421-1434, 2010.
30. Li. Y., Xue B., “Hydrothermal Ageing Mechanisms of Unidirectional Flax Fabric Reinforced Epoxy Composites”Polym. Degrad. Stabil.,126, 144-158, 2016.
