مهندسی شیمی ایران

مهندسی شیمی ایران

آنالیز نانو کامپوزیت های اپوکسی تقویت شده با نانو ذرات آلومینیوم اکساید اصلاح شده: پیشرفت های جدید در مورفولوژی، خواص مکانیکی ، پایداری گرمایی و رفتار تخریب گرمایی

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان
1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، صندوق پستی 73441 - 81746، اصفهان، ایران
2 گروه علوم مهندسی، دانشگاه ملی مهارت، تهران ، ایران
10.22034/ijche.2025.537363.1536
چکیده
نانوکامپوزیت‌های اپوکسی تقویت‌شده با نانوذرات آلومینیوم اکساید اصلاح‌شده (آلومینا)، به‌ویژه در ترکیب با الیاف طبیعی اصلاح‌شده، به‌عنوان روشی مؤثر برای بهبود خواص مکانیکی، حرارتی و ساختاری شناخته می‌شوند. اصلاح سطح نانوذرات و الیاف با استفاده از عوامل شیمیایی نظیر سیلان، ایندول و هیدروکسید سدیم موجب افزایش چسبندگی بین ماتریس و الیاف، توزیع یکنواخت ذرات و کاهش تخلخل می‌شود، که در نهایت منجر به ارتقاء استحکام کششی، مقاومت ضربه‌ای، سختی سطح و پایداری حرارتی کامپوزیت‌ها می‌گردد. همچنین، حضور نانوذرات آلومینا حرکت زنجیره‌های پلیمری را محدود و تخریب حرارتی را به تأخیر می‌اندازد، که این امر موجب افزایش دمای تخریب و بهبود دوام ساختاری در شرایط محیطی سخت می‌شود. نتایج پژوهش‌ها نشان می‌دهد که به‌کارگیری بهینه نانوذرات آلومینا در محدوده ۵ تا ۱۵ درصد وزنی، علاوه بر ارتقاء خواص مکانیکی و حرارتی، مقاومت قابل توجهی در برابر خوردگی و سایش ایجاد می‌کند. بنابراین، ترکیب نانوذرات آلومینای اصلاح‌شده با الیاف طبیعی، همراه با بهینه‌سازی پارامترهای فرمولاسیون و فرایند ساخت، روشی کارآمد، پایدار و اقتصادی برای توسعه کامپوزیت‌های پیشرفته با عملکرد چندگانه در صنایع مختلف محسوب می‌شود. در این پژوهش، اثر نانوذرات آلومینای اصلاح‌شده بر مورفولوژی، خواص مکانیکی، پایداری حرارتی و رفتار تخریب گرمایی نانوکامپوزیت‌های اپوکسی به‌طور جامع بررسی شده و پیشرفت‌های اخیر در این زمینه تحلیل و جمع‌بندی شده‌اند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Analysis of Epoxy Nanocomposites Reinforced with Modified Aluminum Oxide Nanoparticles: Recent Advances in Morphology, Mechanical Properties, Thermal Stability, and Thermal Degradation Behavior

نویسندگان English

MohammadHossein Karami 1
Omid Moeini Jazani 1
Mohammad Ali Etminani Isfahane 2
1 Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Isfahan, P.O. Box 81746-73441, Isfahan, Iran.
2 Department of Engineering Sciences, Technical and Vocational University(TVU), Tehran, Iran
چکیده English

Epoxy nanocomposites reinforced with surface-modified aluminum oxide (alumina) nanoparticles, particularly in combination with chemically treated natural fibers, have emerged as an effective approach to enhance the mechanical, thermal, and structural properties of these materials. Surface modification of nanoparticles and fibers using chemical agents such as silane, indole, and sodium hydroxide improves interfacial adhesion, ensures uniform particle dispersion, and reduces porosity, ultimately leading to increased tensile strength, impact resistance, surface hardness, and thermal stability of the composites. Additionally, the presence of alumina nanoparticles restricts polymer chain mobility and delays thermal degradation, resulting in higher decomposition temperatures and improved structural durability under harsh environmental conditions. Studies indicate that optimal loading of alumina nanoparticles in the range of 5–15 wt.% not only enhances mechanical and thermal properties but also provides significant resistance against corrosion and wear. Therefore, the combination of surface-modified alumina nanoparticles with natural fibers, alongside optimization of formulation parameters and processing conditions, represents an efficient, sustainable, and cost-effective strategy for developing advanced multifunctional composites for various industrial applications. In this study, the effects of surface-modified alumina nanoparticles on the morphology, mechanical properties, thermal stability, and thermal degradation behavior of epoxy nanocomposites are comprehensively investigated, and recent advancements in this field are critically reviewed and summarized.

کلیدواژه‌ها English

Epoxy Resin
Modified Aluminum Oxide Nanoparticles
Morphology
Mechanical properties
Thermal Degradation

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 14 آبان 1404