نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مهدیه نیک ضمیر ¹
• مهرزاد مرتضایی ²

¹ کارشناسی ارشد، مهندسی کامپوزیت، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر، تهران، ایران

² دانشیار، مهندسی پلیمر، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر، تهران، ایران

چکیده

در مقایسه با گرمانرم‌ها، فرآیندهای گرماسخت‌ها و کامپوزیت‌های ماتریس گرماسخت به‌خاطر واکنش‌پذیری آن‌ها پیچیده‌تر بوده و کنترل‌پذیری کمتری دارند. مکانیزم و سینتیک پخت، مورفولوژی شبکه را تعیین می‌کند که در آن خواص مکانیکی و فیزیکی محصول پخت شده قابل ارزیابی است. بنابراین، فهم سینتیک پخت گرماسخت‌ها برای توسعه فرآیند، کنترل کیفیت و کسب محصولات با خواص فیزیکی و مکانیکی مطلوب ضروری می‌باشد. از این‌رو، در این پژوهش، به بررسی سینتیک پخت سامانه رزین اپوکسی 828 EPON/عامل پخت دی‌سیان دی‌آمید/شتاب دهنده دیوران برای تولید پیش‌آغشته اپوکسی/الیاف شیشه مورد استفاده در پره توربین بادی پرداخته شده است. برای این منظور، پخت سامانه اپوکسی با آزمون گرماسنج روبشی تفاضلی (DSC) هم‌دما انجام و تاثیر افزایش دما و درصد وزنی نانوذرات سیلیکا بررسی شده است. برای بررسی اثر دما، آزمون DSC هم‌دما در پنج دمای مختلف بدون حضور نانوذره انجام شده و برای بررسی تاثیر نانوذره این آزمون در حضور مقادیر 0، 4 و 6 درصد وزنی نانوسیلیکا انجام شده است. نمودارهای به‌دست آمده توسط برازش منحنی نرم‌افزار متلب به خوبی با مدل خودکاتالیزوری کمال برازش شده و پارامترهای مدل برای هر نمونه مورد آزمون به‌دست آمده است. نتایج نشان داد افزایش دمای آزمون ‌هم‌دما، موجب افزایش نرخ واکنش و نیز کامل‌تر شدن فرآیند پخت می‌شود. افزودن نانوسیلیکا نیز منجر به افزایش سرعت پخت در α پایین شده اما تاخیر در لحظه شروع واکنش داشته و گرمای کل واکنش را به‌طور قابل توجهی کاهش داده است.

کلیدواژه‌ها

• رزین اپوکسی
• سینتیک پخت
• نانوسیلیکا
• مدل خودکاتالیست کمال

موضوعات

• کامپوزیت زمینه پلیمری

عنوان مقاله [English]

Study of the influence of temperature and nanosilica on curing behavior and cure kinetics modelling of an epoxy resin system

نویسندگان [English]

• Mahdieh Nikzamir ¹
• Mehrzad Mortezaei ²

¹ Department of Composite Engineering, Malik Ashtar University of Technology, Tehran, Iran

² Department of Composite Engineering, Malik Ashtar University of Technology, Tehran, Iran

چکیده [English]

Compared to thermoplastic, thermoset matrix composites and thermoset processes is more complex and less controllability. Cure kinetics, determine the network morphology in which the mechanical and physical properties of cured product may be assessed. So, knowing of thermoset curing kinetics is essential to process development, quality control and achieve desirable products. Hence, in this work, cure kinetics of an epoxy resin EPON 828/ curing agent dicyandiamide / accelerator Duran system for the production of  the epoxy/glass fiber prepreg using in wind turbine blades. For this, curing epoxy system was carried out using Differential Scanning Calorimetry and the effect of temperature and the nanosilica weight percent studied. To investigate the effect of temperature, isothermal DSC test was carried out at five different temperature without the presence of nanoparticles and to assess the influences nanosilica with 0, 4 and 6 weight percentage is done. Obtained figures by MATLAB curve fitting were fitted well with autocatalytic Kamal model and model parameters achieved for each tested sample. Results showed an increase in temperature of the isothermal test, leads the increase of the rate of cure and the complete of curing process. Addition of nanosilica cause the increase of the rate of cure at low value α but delay at the beginning of cure and decrease significantly  overall heat of reaction

کلیدواژه‌ها [English]

• Epoxy resin
• cure kinetics
• Nanosilica
• autocatalytic Kamal model