بسیاری از مطالعات در سال‌های اخیر به بهبود خواص مکانیکی اپوکسی با استفاده از نانوذرات پرداخته‌اند. با این وجود، تعداد محدودی از مطالعات روی تاثیر روش‌های آماده‌سازی نانوکامپوزیت‌ها بر خواص مکانیکی تمرکز کرده‌اند. در این مطالعه، تاثیر روش‌های مختلف، من جمله پراندگی مستقیم و ترکیب مخلوط نانورس مونت موریلونیت (MMT) (Cloisite® 20A) [1] روی خواص مکانیکی اپوکسی، بررسی می‌شود.
در پراکندگی مستقیم، ابتدا نانوکامپوزیت‌های حاوی ذرات نانورس با محتویات نانورس مختلف آماده شدند(1، 2 و 3 درصد وزنی). سپس، اپوکسی تقویت شده با 2 درصد وزنی نانورس و اصلاح شده با آمینوپروپیل تری‌اتوکسی‌سیلان (APS) [2]، ساخته شد. نانورس‌های اصلاح شده توسط آنالیز پراش پرتوی ایکس (XRD) [3] و طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) [4] مشخصه‌یابی شدند.
در روش ترکیب محلول، اثرگذاری حلال‌های n-هگزان و تولوئن [5] در ساخت نانوکامپوزیت‌های اپوکسی حاوی 0/2، 0/4 و 0/8 درصد وزنی Closite 20A، مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر روش روی درصد میکروتخلخل توسط میکرو سی‌تی بررسی شد. این در حالی بود که الگو و شدت توزیع نانوذرات روی سطح شکست توسط طیف‌سنجی پرتوی ایکس انرژی پراکنده (EDX) [6] ارزیابی شد. آزمون‌های کششی و خمش سه نقطه‌ای نیز انجام شدند تا استحکام کششی و مدول، مقاومت خمشی، مدول سختی و مقاومت در مقابل شکست تعیین شود. سطح شکست و مکانیسم‌های شکست نمونه‌های تست کششی توسط میکروسکوپ نوری، پروفیلومتر لیزری [7] و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FE-SEM) [8]، مورد بررسی قرار گرفت.
نهایتا مشاهده شد که نانوذرات آماده شده با روش ترکیب محلول با استفاده از تولوئن، که حاوی 2/0 درصد وزنی نانورس بودند، توانستند بهینه‌ترین خواص مکانیکی را از طریق بهبود استحکام کشش، مدول سختی و استحکام خمشی، به ترتیب و هر یک به میزان 17/40، 12/50 و 11/91 درصد، از خود به نمایش بگذارند.
[1] Montmorillonite (MMT) Nanoclay
[2] Aminopropyltriethoxysilane
[3] X-ray Diffraction Analysis
[4] Fourier Transformed Infrared Spectroscopy
[5] N-hexane and toluene
[6] Energy Dispersive X-ray Spectroscopy
[7] Laser Profilometer
[8] Field-emission Scanning Electron Microscopy