ساخت نانوكامپوزیتی برای لنت ترمز قطار

مجموعه: گزارشهای علمی

پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف، به تازگی روشی مناسب برای بهبود خواص مكانیكی و اصطكاكی كامپوزیت‌های مورد استفاده در لنت ترمز قطارها ارائه دادند.

مرتضی فقیهی، با افزودن نانوفیلرها (نانوكلی) به ماتریس مواد اصطكاكی به نانوكامپوزیتی بهبود یافته دست یافته و به بررسی تأثیر نانوكلی بر این مواد پرداخته‌است.

وی معتقد است نانوفیلرها، به دلیل كوچكی و نسبت سطح به حجم بالا می‌توانند بر هم‌كنش مناسبی با ماتریس پلیمری ایجاد كنند.

فقیهی مجری این طرح در رابطه با چگونگی انجام پژوهش گفت: ابتدا با استفاده از غلتك دو میله‌ای، لاستیك را چند دقیقه تحت تنش مكانیكی قرار داده و رزین (در صورت بودن در فرمولاسیون آمیزه) و نانوكلی را به سیستم پخت اضافه كرده و به مدت معینی تحت تنش مكانیكی بیشتر قرار دادیم. سپس خمیر به‌دست آمده را در دستگاه پرس تحت فشار و دمای مناسب پختیم و آن را در آون خلاء تحت پخت تكمیلی قرار دادیم.

مقایسه نتایج فاصله بین لایه‌ای نانوكلی برای آمیزه‌های لاستیك و لاستیك- رزین نشان می‌دهد كه تفاوت چندانی در این فواصل ایجاد نشده‌است. بنابراین جداشدگی لایه‌های نانوكلی بیشتر تحت تأثیر زنجیرهای پلیمری بوده و می‌توان گفت كه فیلرهای نانوكلی بیشتر در فاز لاستیكی قرار گرفته‌اند.

همچنین نتایج مورفولوژیكی SEM نیز توزیع نسبتاً مناسبی از نانوكلی را در ماتریس لاستیك و لاستیك-رزین نشان می‌دهد.

از سوی دیگر، افزودن رزین به آمیزه‌های لاستیك، بهبود در مقاومت كششی و مدول را نشان می‌دهد كه این مسئله به دلیل مدول بالاتر رزین نسبت به لاستیك، است.

با افزودن رزین به آمیزه لاستیكی، افزایش كمی در مدول دینامیك و كاهش در ماكزیمم فاكتور اتلاف مشاهده می‌شود. همچنین مشاهده می‌شود كه با افزودن نانوكلی به آمیزه‌های لاستیكی، خواص حرارتی نیز بهبود می‌یابد.

دانشجوی دكتری دانشگاه صنعتی شریف در ادامه گفت: فیلرهای نانوكلی ضمن بهبود خواص این‌گونه ماتریس‌های پلیمری، می‌تواند برای بهبود خواص مواد اصطكاكی (لنت ترمز قطارها) استفاده شود.

فقیهی برای بررسی خواص آمیزه‌ها، از آزمون‌هایی نظیر استخراج و تورم، آزمون پخت لاستیك، آزمون‌های مكانیكی و دینامیكی، آزمون‌های حرارتی و مشاهدات مورفولوژیكی SEM و TEM استفاده كرده‌است.