Evaluarea performanţelor mecanice, termice şi tribologice ale compozitelor cu matrice poliesterică şi nanotuburi de carbon

Abstract

Lucrarea prezintă un studiu efectuat asupra compozitelor polimerice din perspectiva proprietăţilor mecanice, termice şi tribologice. Pentru această cercetare a fost ales ca material de bază poliesterul nesaturat, un polimer termorigid folosit pe scară industrială datorită proprietăţilor superioare pe care le demostrează în aplicaţii, dar şi datorită preţului redus al materialului comparativ cu alte materiale polimerice. În ultima perioadă de timp, cercetările s-au concentrat pe adăugarea în matricea poliesterică a nanomaterialelor datorită beneficiilor aduse compozitelor nou create. Datorită noutăţii reprezentate de aceste materiale, în prezentul studiu s-au utilizat mai multe tipuri de nanotuburi de carbon în diverse concentraţii. În matricea poliesterului nesaturat s-au introdus trei tipuri de nanomaterialale, scopul fiind obţinerea unor proprietăţi îmbunătăţite pentru compozitele finale. Cele trei tipuri de nanomateriale au fost nanotuburi de carbon cu pereţi multipli (MWCNT), nanotuburi de carbon funcţionalizate cu pereţi multipli (MWCNT-COOH) şi nanotuburi de carbon cu un singur perete (SWCNT). S-au obţinut nouă tipuri diferite de compozite poliesterice prin utilizarea concentraţiilor de 0,10 %; 0,15 % şi 0,20 % pentru fiecare tip de nanotuburi. Prezentul studiu are ca scop determinarea influenţei unor concentraţii mici de nanotuburi de carbon adăugate în matricea poliesterică asupra proprietăţilor compozitelor finale. Pentru realizare a fost necesară studierea literaturii ştiinţifice pentru obţinerea unei documentaţii actualizată în domeniul polimerilor şi compozitelor polimerice privind metodele de realizare a compozitelor polimerice, precum şi testele şi condiţiile de testare efectuate pe aceste materiale. Programul de realizare a compozitelor polimerice s-a efectuat în laboratorul de chimie aparţinând departamentului de Chimie, Fizică şi Mediu al Facultăţii de Ştiinţe şi Mediu a Universităţii „Dunărea de Jos” Galaţi. Materialele obţinute au fost testate in laboratoare aparţinând Facultăţii de Mecanică a Universităţii „Dunărea de Jos” Galaţi. Astfel, testele mecanice au fost realizate în cadrul Laboratorului de Cercetare Materiale Polimerice, testele termice s-au realizat în cadrul Laboratorului de Compozite Polimerice aparţinând departamentului de Organe de maşini si Grafica iar testele de uzură s-au efectuat în cadrul Laboratorului de tribologie al departamentului de Organe de maşini si Grafica. Investigaţiile cu microscopul optic s-au efectuat cu instrumentul aflat în dotarea Facultăţii de Ştiinţe şi Mediu, iar analizele SEM şi EDAX au fost efectuate de către firma Metav Bucureşti.