مروری بر ساخت کامپوزیت‌ها و نانوکامپوزیت‌های پایه پلیمری با فرایند اصطکاکی اغتشاشی

نوع مقاله: تالیفی

نویسندگان

1 دانشگاه تیریز

2 دانشکده مکانیک، دانشگاه تبریز

3 پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی

چکیده

با توجه به وزن کم و مقاومت شیمیایی مناسب پلیمرها در مقایسه با فلزات، استفاده از این مواد در صنایع مختلف هر روز بیشتر شده است. از طرفی به دلیل پایین بودن میزان استحکام پلیمرها، تقویت آن‌ها با ذرات میکرونی و نانوئی ضروری است. در سال‌های اخیر یکی از پیشرفت‌های صورت گرفته در صنعت پلاستیک و کامپوزیت‌ها توسعه و تجاری‌سازی نانو کامپوزیت‌های پایه پلیمری می‌باشد. نانوکامپوزیت‌های پلیمری بر پایه ترموپلاستیک‌های پلی‌الفین در کاربردهای مهندسی از جمله صنایع خودروسازی، هوافضا، ساختمان و تجهیزات پزشکی مورد توجه قرار گرفته است. فرایندهای مختلفی مثل اکسترودر و مخلوط‌کن داخلی برای ساخت نانوکامپوزیت‌های پلیمری استفاده می‌شود. محدودیت این فرایند‌ها هزینه زیاد، چند مرحله‌ای شدن فرایند تولید ورق ها و مقدار ذرات تقویت کننده با ابعاد نانو(حداکثر 5 درصد) است. اخیرا ساخت کامپوزیت‌ها و نانو‌کامپوزیت‌های پلیمری با استفاده از روش اصطکاکی اغتشاشی مورد بررسی قرار گرفته است. در این فرایند شیاری در قطعه اولیه ایجاد می‌شود و بعد از آن مواد و ذرات تقویت کننده داخل شیار قرار می‌گیرند و با استفاده از یک ابزار دورانی این ذرات درون ماده پایه پخش می‌شوند و نانوکامپوزیت ایجاد می‌شود. برای تولید کامپوزیت و نانوکامپوزیت های پلیمری با فرایند اصطکاکی اغتشاشی، یک شیار با ابعاد مشخص درون صفحه ماده پایه ماشینکاری و نانوذرات درون این شیار فشرده می‌شود. پس از آن یک ابزار چرخشی به داخل ورق نفوذ و در طول شیار حرکت می‌کند تا ذرات را درون مواد پایه پراکنده نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A Review of the Fabrication Composite and Nanocomposites based on Polymer by Friction Stir Process

نویسندگان [English]

  • amir mostafa pour 2
  • ghasem naderi 3
2 Department of mechanic, Tabriz university, Tabriz
3 Iran Polymer and Petrochemical Institute
چکیده [English]

Due to the low weight and chemical resistance of polymers compared to metals, the use of these materials in various industries has increased. On the other hand, due to the low strength of polymers, their reinforcement with micron and nano particles is necessary. In recent years, one of the advances in plastic and composite industries has been the development and commodification of polymer-based nanocomposites. The use of polymer blend nanocomposites base on thermoplastic polyolefin have interest for engineering application such as automotive, airplane, household appliances and medical apparatus. There are different processes such as extruder and internal mixer to fabricate nanocomposites. The limitation of these processes is the high cost, the multi-stage process for sheet production and the amount of nano-sized reinforcement particles (at most 5 % wt). Recently, investigations have been done on friction stir processing for the fabrication of composites and nanocomposites. To produce polymer composites and nanocomposites with friction stir process, a groove with defined dimensions is machined in the base polymer sheet and nanoparticles are improvised into this groove. Subsequently, a rotating tool is plunged into the sheet and traversed along the groove to disperse particles to the base material.

کلیدواژه‌ها [English]

  • composite
  • Nanocomposite
  • Extruder
  • Internal mixer
  • Friction stir process