تحسين الخصائص الميكانيكية لبوليمير الإيبوكسي بإضافة حبيبات كربيد السيليكون المكروية

الملخص

تمّ في هذا البحث دراسة تأثير حبيبات كربيد السيليكون المكروية بأقطار (2-4 µm) على الخصائص الميكانيكية لراتنج الإيبوكسي. حيث تم تشكيل المادة المركبة (إيبوكسي- كربيد السيليكون) وفق نسب تدعيم متدرجة من حبيبات الكربيد بالنسبة للمادة المركبة (5-10-15-20-25-30-35%) باستخدام جهاز المجانسة بالأمواج فوق الصوتية ذات التردد (30-35 KHz) ومن ثم التشكيل في قوالب محددة.
تم بعد ذلك دراسة تأثير نسب متدرجة (5,10,15,20,25,30,35%) من

كربيد السيليكون المعدّلة بـ (1%) من عامل ربط سيلاني على الخصائص الميكانيكية لراتنج الإيبوكسي.
أجري التوصيف البنيوي والميكانيكي للحاضنة البوليميرية وللمادة المركبة، حيث بيّنت نتائج التوصيف البنيوي باستخدام مطيافية الاشعة تحت الحمراء ذات تحويل فورييه (FTIR) أهم الزمر الوظيفية الموجودة في الحاضنة البوليميرية والمادة المركبة، وكشفت عن عدم وجود أي أثر تهديمي للأمواج فوق الصوتية على بنية راتنج الإيبوكسي. كما دلّ طيف الامتصاص عند طول الموجة cm-1 (1120) الى تشكّل ترابط كيميائي بين عامل الربط وحبيبات الكربيد المعالجة.
بيّنت نتائج التوصيف الميكانيكي تحسّناً ملحوظاً في الخصائص الميكانيكية المدروسة لراتنج الإيبوكسي المدعم بحبيبات كربيد السيليكون، حيث ازدادت قيم كلًّ من مقاومة الصدم (Impact Strength) ومقاومة الشد (Tensile Strength) ومعامل يونغ (Young modules) للمادة المركبة مقارنةً مع الخصائص الموافقة لها في راتنج الإيبوكسي، وقد كانت نسبة التدعيم المثلى25%. لوحظ أيضاً تحسن في خصائص القساوة ومعامل الاحتكاك ومعدل الاهتراء للمادة المركبة بزيادة نسبة كربيد السيليكون.
أظهرت نتائج الاختبارات الميكانيكية العالية للمادة المركبة المعدّله بعامل الربط السيلاني الدور المهم لعامل الربط في تحسين الترابط والتوافق (compatibility) بين بوليمير الإيبوكسي وحبيبات الكربيد. إضافةً الى تحسّن خصائص تبعثر الكربيد في الحاضنة البوليميرية.