علوم و فناوری کامپوزیت

علوم و فناوری کامپوزیت

بررسی رفتارهای کششی و خمشی کامپوزیت هیبریدی زمینه اپوکسی تقویت‌شده با الیاف شیشه و الیاف الکتروریسی شده پلی‌متیل متااکریلات

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی و علم مواد، دانشگاه زنجان، زنجان
2 هیئت علمی گروه مهندسی مواد-دانشکده فنی و مهندسی- دانشگاه زنجان
3 گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
10.22068/jstc.2026.2094275.1964
چکیده
در این پژوهش رفتار کششی و خمشی کامپوزیت‌های هیبریدی زمینه اپوکسی تقویت شده با الیاف شیشه و الیاف پلی‌متیل متااکریلات مورد بررسی قرار گرفت. در گام نخست، الیاف پلی‌متیل متااکریلات با روش الکتروریسی ساخته شد. سپس این الیاف به صورت‌های لایه‌های متفاوت، به صورت هیبریدی، در بین لایه‌های الیاف شیشه قرار داده شد. پس از ساخت کامپوزیت به روش لایه‌گذاری دستی، آزمون‌های خمش و کشش انجام شد. همچنین از آنالیز میکروسکوپ روبشی گسیل میدانی برای بررسی الیاف الکتروریسی شده و سطح شکست کامپوزیت‌های هیبریدی به منظور شناسایی مکانیزم‌های شکست مورد استفاده قرار گرفت. در میان کامپوزیت‌های هیبریدی بیش‌ترین استحکام و کرنش خمشی در کامپوزیت حاوی دو لایه الیاف الکتروریسی شده پلی-متیل متااکریلات مشاهده شد. همچنین بیش‌ترین مدول خمشی در کامپوزیت حاوی یک لایه الیاف الکتروریسی شده دیده شد. نتایج آزمون کشش نشان داد که کامپوزیت هیبریدی حاوی یک لایه الیاف الکتروریسی شده در مقایسه با دیگر کامپوزیت‌های هیبریدی بیشترین استحکام کششی، مدول الاستیک و انرژی جذب شده را داشت. با افزایش تعداد لایه‌های الیاف الکتروریسی شده این خواص روندی کاهشی نشان دادند. بررسی-های میکروسکوپی نشان داد که چسبندگی ضعیف الیاف الکتروریسی شده با زمینه اپوکسی و شکست ترد این الیاف، می‌توانند از عوامل تاثیرگذار در کاهش خواص مکانیکی تحت آزمون کشش ‌باشند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigating the tensile and flexural behaviors of epoxy matrix hybrid composite reinforced with glass fibers and electrospun polymethyl methacrylate fibers

نویسندگان English

Maryam GhazilooAzar 1
َAliakbar Ghadi 2
Hossein Ebrahimnezhad-Khaljiri 3
1 Department of Materials Science and Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran.
2 Department of Materials Science and Engineering, Faculty of Engineering, University of Zanjan.
3 Department of Materials Science and Engineering, Faculty of Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran.
چکیده English

In this study, the tensile and flexural behavior of epoxy-matrix hybrid composites reinforced with glass fibers and polymethyl methacrylate (PMMA) fibers was investigated. In the first step, PMMA fibers were fabricated by the electrospinning method. Then, these fibers were placed in different layers, in a hybrid form, between the layers of glass fibers. After fabricating the composite by the hand lay-up method, flexural and tensile tests were performed. Also, field emission scanning microscopy analysis was used to examine the electrospun fibers and the fracture surface of the hybrid composites in order to identify the failure mechanisms. Among hybrid composites, the highest flexural strength and strain were observed in the composite containing two layers of electrospun PMMA fibers. Also, the highest flexural modulus was observed in the composite containing one layer of electrospun fibers. The tensile test results showed that the hybrid composite containing one layer of electrospun fibers had the highest tensile strength, elastic modulus, and absorbed energy compared with the other hybrid composites. With increasing the number of electrospun fiber layers, these properties showed a decreasing trend. Microscopic studies showed that the weak adhesion of electrospun fibers to the epoxy matrix and the brittle fracture of these can be among the effective factors in the reduction of mechanical properties under tensile testing

کلیدواژه‌ها English

Electrospun fibers
Polymethyl methacrylate fibers
Hybrid structure
Tensile properties
Flexural properties