سامانه‌های پلیمری برای کاربرد در صنایع هوافضا عرضه می‌شود

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، کمتر از بیست سال از معرفی گروه جدیدی از مواد با ساختارهای محیط دوست به عنوان افزودنی‌های مناسب با ساختار ویژه و به منظور رفع محدودیت‌های اصلاح کننده‌های سنتی و رایج می‌گذرد. از این رو سنتز این مواد در بعد آزمایشگاهی و حتی صنعتی در کنار دانش محدود کنونی در خصوص رفتار و اثرگذاری آنها، حوزه پژوهشی گسترده‌ای را پیش روی پژوهشگران قرار داده است. 

سامانه های پلیمری با داشتن ویژگی‌های منحصر به فرد و رفتار ترد و شکننده ای که دارند باعث ایجاد یک شبکه سه بعدی شیمیایی در ساختار می شوند و همین موضوع، استفاده از آنها را بسیار محدود و پیچیده می کند. 

از جمله این مواد، خانواده رزین‌های اپوکسی هستند که از دیرباز تحقیقات گسترده‌ای پیرامون حل نواقص آنها صورت گرفته است. در این میان، به کارگیری روش‌های سنتی در بهبود چقرمگی شکست این مواد عموماً منتج به افت مشخصه‌های مکانیکی همچون «مدول»، «استحکام»، «کاهش دمای انتقال شیشه‌ای» و «دمای کاربری آنها» خواهد شد.

این طرح توسط جمعی از فارغ‌التحصیل دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام می شود و برای تولید کوپلیمرهای دو محیط دوست به روشی به مراتب ساده‌تر از روش‌های موجود در مقالات است که ایده اولیه آن از ساختار کوپلیمرهای یورتانی بدست آمده است. 

فارغ از استعداد ذاتی کوپلیمرهای یورتانی در ارائه خواص منحصر به فرد استحکام و چقرمگی، ترکیب این مواد نانوساختار با نانوذرات دیگر می‌تواند منجر به بروز اثر هم‌افزایی در سامانه‌های پایه شود. بر این اساس، ابتدا مجموعه‌ای از کوپلیمرهای یورتانی با ساختار دو محیط دوست برپایه مواد شیمیایی قابل دسترس در بازار داخلی تهیه شد.

نتایج به دست آمده نشان داده است که کوپلیمرهای تهیه شده برپایه یک نوع پلیال استری سنتزشده، دی ایزوسیانات و یک پلیال اتری در بهبود خواص فیزیکی- مکانیکی و چقرمگی شکست سامانه اپوکسی قابل رقابت با نمونه‌های تجاری است.

برخلاف انتظار، آمیزه‌های اپوکسی حاوی نانولوله کربنی اصلاح شده با کوپلیمر یورتانی نسبت به آمیزه اپوکسی حاوی کوپلیمر یورتانی کارآمد نیست.

این سامانه‌های پلیمری گرماسخت به سبب خواص فیزیکی- مکانیکی، پایداری حرارتی و مقاومت شیمیایی بالا نسبت به سامانه‌های گرمانرم، کاربردهای ویژه‌ای در صنایع مختلف دارند. 

هدف اصلی از این پژوهش، ارتقا و بهبود همزمان هر دو مشخصه استحکام نهایی قطعه و چقرمگی شکست آن است و نتایج این طرح در صنایع کامپوزیت به‌خصوص تولید قطعات هوافضا می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد.