Photo Photo Photo Photo Photo Photo
Print
E-mail
Physics: Effect of Water on Some Mechanical Properties of Epoxy Blends Reinforced With Different Weight Fractions of Nano Titanium Oxide and Nano Silica

 


Effect of Water on Some Mechanical Properties of Epoxy Blends

Reinforced With Different Weight Fractions of Nano Titanium Oxide and Nano Silica

Rana Mahdi Salih

Applied Sciences Research Unit, Department of Applied Science, University of Technology, Baghdad, Iraq.

 

Abstract

     Polymer composites were prepared using epoxy resin (EP) and unsaturated polyester (UPE) as a blend matrices, which were mixed together in different percentages (starting from 90:10) of (epoxy/polyester) respectively, and ending with (50:50) of (epoxy/polyester). The optimum mixing ratio (OMR) of the components was decided upon the results of the impact strength value of these blending ratio, which showed the highest value of (16.3) KJ/m2 for the blending ratio (80:20) of (EP/UPE) respectively.

     The blend with (OMR) was chosen to be reinforced with three different weight fractions of reinforcement; the 1st one was reinforced with nano titanium oxide (TiO2) with a weight fraction (2% wt.), the  2nd one was reinforced with both nano (TiO2) and surface modified nano silica particles (SiO2) with  weight fractions (2% & 0.5%) respectively, and the 3rd one was reinforced with nano (TiO2) and surface modified (SiO2) with weight fractions (2% & 1%) respectively. The tested mechanical properties were (flexural strength, impact strength, hardness, and water uptake).

     Hand lay-up technique was used to prepare the samples, and a magnetic stirrer was used to ensure maximum homogeneity of the nano particles in the blend. All fabricated samples were exposed to water for 10 weeks to investigate the effect of nano powders addition on diffusivity and maximum water uptake, obvious degradation in mechanical properties of the composite  consisting of (blend matrix/TiO2 reinforcement) and (blend matrix/TiO2+SiO2 reinforcement) were observed as a result of liquid uptake with less severe impact, but more effect on flexural strength and shore D hardness. Fick’s 2nd law was used to explain diffusion mechanism. All the results were discussed.

 

Keywords:  Nano Composites, Diffusivity, Flexural Strength, Shore D Hardness,   Fick’s 2nd Law Of Diffusion.

 

تأثير الغمر بالماء على بعض الخواص الميكانيكية لخلائط الايبوكسي المدعمة بكسور وزنية مختلفة من أوكسيد التيتانيوم النانوي والسيليكا النانوية

 

رنا مهدي صالح

وحدة بحوث العلوم التطبيقية، قسم العلوم التطبيقية، الجامعة التكنولوجية، بغداد، العراق

 

الخلاصه

     تم تحضير خليط بوليمري من مادتي الايبوكسي والبولي استر غير المشبع، حيث استعمل كمادة أساس لمادة متراكبة وحضرت منه 3 قوالب: تم تدعيم المادة المتراكبة الاولى بمادة اوكسيد التيتانيوم النانوية بكسر وزني (2%) وتم تدعيم القالب الثاني بأوكسيد التيتانيوم النانوي وبالسيليكا النانوية المعدلة سطحيا بكسر وزني (2% و 0.5%) على التوالي. اما القالب الثالث تم تدعيمه بأوكسيد التيتانيوم النانوي والسيليكا النانوية المعدلة سطحيا بكسر وزني (2% و1%) على التوالي. استعملت طريقة القولبة اليدوية لتحضير المادة، بمساعدة خلاط مغناطيسي لضمان الحصول على أكبر تجانس ممكن للدقائق النانوية في الخليط. تم بعدها اجراء الاختبارات الآتية على المادة المصنعة لمعرفة خواصها (اختبار متانة الانحناء، اختبار متانة الصدمة، اختبار الصلادة، تغير الوزن نتيجة الغمر بالماء).

     تم وضع العينات المصنعة جميعها في الماء لمدة 10 أسابيع لبيان مدى تأثير أضافة الدقائق النانوية على انتشارية الماء وتغير الوزن للمادة المصنعة بعد الغمر وتأثير ذلك على الخواص المدروسة. لوحظ تدهور الخواص المذكورة بعد الغمر للخليط المدعم بأوكسيد التيتانيوم والخليط المدعم بكلا من اوكسيد التيتانيوم النانوي والسيليكا النانوية، مع ملاحظة ان التأثير كان أكبر على متانة الانحناء وصلادة شور منه على متانة الصدمة. استخدم قانون فك الثاني لتوضيح ميكانيكية الانتشار. تم مناقشة جميع النتائج.



alt

 

S5 Box

Login



Register

*
*
*
*
*

Fields marked with an asterisk (*) are required.