توصيفگر ها :
كامپوزيت خودروانكار , تريبولوژي , اپوكسي , ذرات متخلخل زئوليت , روغن
چكيده فارسي :
بسياري از پليمرها و كامپوزيتهاي پليمري در كاربردهايي استفاده ميشوند كه در آنها سايش و اصطكاك مسائل مهمي هستند. رزين اپوكسي نيز يكي از كاربرديترين پليمرهايي است كه در صنعت استفاده ميشود. بهبود سايش و اصطكاك اين رزين ترموست، ميتواند دامنه كاربرد اين رزين را بيشتر گسترش دهد. در اين بين، مواد كامپوزيتي خودروانكار بيشتر توجهها را در صنعت و زمينه تريبولوژي به دلايل اقتصادي و زيستمحيطي به خود جلب كرده است. اين مواد، نياز به روانكاري خارجي مانند روغن را از بين بردهاند. در نتيجه جايي كه عمر طولاني، مقاومت به سايش بالا و اصطكاك كم مدنظر باشد از اين نوع كامپوزيتها استفاده ميشود. پژوهش حاضر به بررسي نقش افزودن ذرات متخلخل زئوليت اصلاحشده بر رفتار تريبولوژيكي رزين اپوكسي ميپردازد. پنج نوع نمونه از جنس رزين خالص، كامپوزيت حاوي ذرات زئوليت بدون روغن در درصدهاي وزني 5 و 10 و كامپوزيت حاوي ذرات زئوليت حاوي روغن در درصدهاي وزني 5 و 10 درصد ساخته شد. براي ساخت نمونهها، از قالب سيليكوني و جهت پراكندگي يكنواخت مواد پركننده نانو ساختار در زمينه اپوكسي، از تجهيزاتي مانند همزن مغناطيسي به همراه حمام فراصوت استفاده شد. جهت ارزيابي خواص سايشي و اصطكاكي كامپوزيتهاي توليدي، از تريبومتر پين روي ديسك تحت شرايط لغزش خشك و دماي محيط استفاده شد. در اين آزمون، نمونههاي كامپوزيتي به شكل ديسك و از پين فولادي بهعنوان جسم سخت استفاده شد. در آزمون سايش، دو نيروي 15 و 30 نيوتن، دو سرعت 1/0 و 2/0 متر بر ثانيه و مسافت 500 متر بهمنظور مقايسه رفتار نمونهها بهعنوان پارامترهاي طراحي آزمون برگزيده شدند. براي اطمينان از صحت و تكرارپذيري نتايج، هر آزمون سه بار تكرار گرديد. مطابق نتايج، اضافهكردن ذرات زئوليت اصلاحشده بدون روغن جذبي با اين دو درصد وزني به رزين، به تنهايي اثر خاصي بر ضريب اصطكاك اپوكسي ندارد. همچنين باعث افزايش نرخ سايش نيز ميشود. اما از طرف ديگر، حضور ذرات پرشده از روغن در رزين موجب كاهش قابل توجه ضريب اصطكاك و كاهش بسيار زياد نرخ سايش كامپوزيت نسبت به اپوكسي خالص در تمام شرايط آزمون سايش شد. بنابراين استفاده از ذرات حاوي روانكننده مايع ارزش كاربردي بالايي در بهبود خواص تريبولوژيكي مواد رزيني دارند. مثلاً ميانگين ضريب اصطكاك در نيروي 15 نيوتن و سرعت 1/0 متر بر ثانيه براي اپوكسي خالص، كامپوزيت حاوي 5 درصد وزني ذرات بدون روغن، كامپوزيت حاوي 10 درصد وزني ذرات بدون روغن، كامپوزيت حاوي 5 درصد وزني ذرات حاوي روغن و كامپوزيت حاوي 10 درصد وزني ذرات حاوي روغن بهترتيب 32/0، 33/0، 28/0، 13/0 و 12/0 بدست آمد. افزودن ذرات حامل روغن به رزين براي شرايط مختلف، ضريب اصطكاك را بين 60 تا 70 درصد نسبت به اپوكسي خالص كاهش ميدهد. همچنين نرخ سايش در نمونههاي حاوي ذرات روغني بين 25 تا 45 برابر نسبت به اپوكسي خالص كاهش داشت.
چكيده انگليسي :
Many polymers and polymer composites are used in applications where wear and friction are important issues. Epoxy resin is also one of the most practical polymers used in the industry. Improving the wear and friction of this thermoset resin can further expand the range of application of this resin. In the meantime, self-lubricant composite materials have attracted more attention in the industry and in the field of tribology for economic and environmental reasons. These materials have eliminated the need for external lubrication such as oil. As a result, where long life, high wear resistance and low friction are considered, these types of composites are used.The present study examines the role of adding modified zeolite porous particles on the tribological behavior of epoxy resin. Five types of samples were made from pure resin, composite containing oil-free zeolite particles in weight percentages of 5 and 10, and composite containing oil-containing zeolite particles in weight percentages of 5 and 10%. To make the samples, a silicone mold was used, and equipment such as a magnetic stirrer and an ultrasonic bath were used to uniformly disperse the nanostructured fillers in the epoxy matrix. In order to evaluate the wear and friction properties of manufactured composites, a pin-on-disk tribometer was used under dry sliding conditions and ambient temperature.In this test, composite samples were used in the form of discs and steel pins were used as hard objects. In the wear test, two forces of 15 and 30 newtons, two speeds of 0.1 and 0.2 m/s and a distance of 500 meters were chosen as test design parameters in order to compare the behavior of the samples. To ensure the accuracy and reproducibility of the results, each test was repeated three times. According to the results, adding modified zeolite particles without absorbent oil with these two weight percents to the resin alone does not have a special effect on the friction coefficient of epoxy. It also increases the wear rate. But on the other hand, the presence of oil-filled particles in the resin caused a significant reduction in the friction coefficient and a great reduction in the wear rate of the composite compared to neat epoxy in all wear test conditions.Therefore, the use of particles containing liquid lubricant has a high practical value in improving the tribological properties of resin materials. For example, the average coefficient of friction at a force of 15 Newtons and a speed of 0.1 m/s for pure epoxy, a composite containing 5% by weight of oil-free particles, a composite containing 10% by weight of oil-free particles, a composite containing 5% by weight of oil-containing particles and a composite containing 10 The weight percentage of particles containing oil was 0.32, 0.33, 0.28, 0.13 and 0.12, respectively. Adding oil-carrying particles to the resin for different conditions reduces the coefficient of friction between 60 and 70% compared to neat epoxy. Also, the wear rate in samples containing oil particles decreased between 25 and 45 times compared to neat epoxy.