The Effect of Walled Nano-Carbon on the Physical, Thermal and Mechanical Properties of Epoxy

Abstract

تم دراسة الخصائص الفيزيائية والحرارية والميكانيكية للمركبات النانوية المتكونة من كاربون نانوي متعدد الجدران ومادة الايبوكسي. تمت عملية الخلط بوساطة خلاط مغناطيسي بإضافة نسب وزنية مختلفة للكارب ونالنانوي) %0.1 (1%, 0.5%, الى الايبوكسي، ومن ثم تمت إضافة المصلد. تم اجراء اختبارات الشد والانحناء والصلادة والموصلية الحرارية والمسعر الحراري التبايني وامتصاص الماء والعزل والتوصيل الكهربائي لجميع العينات المصنعة (التي تحتوي على الكاربون النانوي وتلك المصنوعة من الايبوكسي بدون اية إضافة). تم ا ستخدام المجهر الإلكتروني لدراسة حالة التشتت للكاربون النانوي في المركب النانوي. أظهرت النتائج للاختبارات الميكانيكية ان هنالك تحسنا لمعامل المرونة مع زيادة نسبة الكاربون تم الحصول على الاجهاد الأقصى (في اختبارالانحناء) عند نسبة 0.5% بنسبة زيادة 66.7%، وزيادة بسيطة بحدود 4.4% في الصلادة. أظهرتصورالمجهرالإلكتروني ان اقل نسبة للفجوات تم ملاحظتهاعند النسبة الوزنية للكاربون النانوي البالغة 0.1 % بالمقارنة مع النسب الأخرى. ان معامل التوصيل الحراري ودرجة حرارة التحول الزجاجي تزداد عند زيادة نسبة الكاربون النانوي المضاف حيث تصل نسبة الزيادة عند النسبة الوزنية 1% الى 120% و 23% على التوالي. في حين ان الموصلية الكهربائية تزداد عند زيادة نسبة الكاربون النانوي على عكس ثابت العزل الكهربائية وقابلية امتصاص الماء سوف تقل عند زيادة النسبة.The physical, the thermal and the mechanical properties of Nano-composites, that consisted of Polyprime EP epoxy that reinforced by multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs), have been studied. Various loading ratios, 0.1, 0.5, and 1 wt. %of MWCNT shave been infused into epoxy by a magnetic stirrer and then the hardener mixed with the mthat supplied with the epoxy. All sample shave been cutting using CNC machine. Tensile test, three-point bending, hardness tests, lee's disk, differential scanning calorimetry, water absorption and dielectric and electrical conductivity test were utilized on unfilled, MWCNT-filled epoxy to identify the loading effect on the properties of materials. Scanning electron microscopy (SEM) was used to determine the dispersion case of nanotubes in the base matrix. The tensile test results showed an improvement in Young’s modulus with higher MWCNT addition percentages. The highest value of the tensile strength was obtained at 0.5 wt.% of MWCNT with increasing ratio 66.7%. The values of the Shore D hardness tests are slightly increases as the filler percentage increased, and the maximum value was observed at MWCNT weight percent of 4.4. Images of SEM showed that the specimen of 0.1 wt.% MWCNT has less voids as compared with other specimen. Thermal conductivity and glass transition temperature increase when the loading ratio increased the maximum increasing at 1wt% with 120% and 23% respectively. The true density and electrical conductivity increase when nano carbon infused but decreasing in the dielectric constant and water absorber.