می‌گیرند و قبل از ورود رزین ، خلاً اعمال می‌شود. با اعمال خلأ رزین به داخل قالب مورد نظر هدایت می‌شود.
الف- مزایای فرآیند قالب‌گیری رزین تحت خلاً :
i. بهبود نسبت الیاف به رزین
ii. مصرف کمتر رزین و به عبارت دیگر کاهش هزینه
iii. تمیزی فرآیند به خاطر عدم استفاده از قلم مو و غلتک و نهایتاً آلودگی کم
iv. کاهش حباب در قطعه
v. یکسان شدن سطح قطعه
vi. کاهش وزن
vii. افزایش استحکام
viii. قابل پیش بینی بودن رزین مورد استفاده در فرآیند‌های آتی
ix. ایمنی بیشتر به خاطر کاهش بخارات رزین در محیط کار
قالب‌گیری رزین تحت خلاً نسبت الیاف/رزین را نسبت به فرآیند قالب‌گیری کیسه‌ای، بهتر بهبود می‌بخشد. در فرآیند دستی، وزن نمونه بیشتر ناشی از وجود رزین اضافی است. رزین به تنهایی شکننده است، بنابراین هر مقدار از رزین اضافی در محصول منجر به سست شدن محصول نهایی خواهد شد. با توجه به اینکه فرآیند قالب‌گیری کیسه‌ای در خلأ، نسبت به فرآیند دستی پیشرفته‌تر است اما هنوز شامل فرآیند دستی است چرا که الیاف همچون روش دستی و یا به صورت پیش آغشته در قالب قرار می‌گیرد. خلأ اعمال شده در فرآیند قالب‌گیری رزین تحت خلاً منجر به حذف رزین اضافی درون قالب می‌شود، که البته میزان رزین حذف شده‌، به متغیر‌های گوناگونی همچون، تقویت کننده، رزین، زمان و .. بستگی دارد. همچون فرآیند‌های دیگر، قالب‌گیری رزین تحت خلاً خالی از اشکال نیست.
ب) معایب قالب‌گیری رزین تحت خلاً :
i. پیچیده بودن راه اندازی فرآیند
ii. احتمال بروز عیب و نقص در قطعه
iii. روش آزمایش و خطا
در این فرآیند امکان دارد نمونه به آسانی خراب شود، برای مثال، اگر سوراخی در سیستم ایجاد شود، هرچند کوچک، منجر به ورود حباب در قالب فرآیند می‌شود، به همین جهت در این فرآیند قطعه به سادگی احتمال تخریب دارد و به علت پیچیدگی و آسانی خطا در انجام فرآیند، می‌توان گفت فرآیندی همراه با سعی و خطاست.
2-7-2-تجهیزات فرآیند قالب‌گیری رزین تحت خلاً و راه اندازی
جهت تهیه قطعات به روش قالب‌گیری رزین تحت خلاً، اطلاع از نحوه قرارگیری و ترتیب تجهیزات ضروری می‌باشد. نحوه قرارگیری و ترتیب تجهیزات فرآیند در شکل 2-9 نشان داده شده و در ادامه در مورد هر کدام به اختصار بحث شده است.
شکل 2-9 : نحوه قرار گیری و ترتیب تجهیزات فرآیند قالب‌گیری رزین تحت خلاً
نحوه قرارگیری و ترتیب تجهیزات فرآیند قالب‌گیری رزین تحت خلاً
گام اول: قالب
الف- آماده سازی قالب: همانند هر فرآیند لایه گذاری، می‌بایست قالبی که از لحاظ کیفی و سختی مناسب باشد انتخاب شود تا در اثر فشار وارده ناشی از خلأ دچار تغییر شکل نشود. بعد از انتخاب قالب، به دقت آن را تمیز کرده و جهت آزادسازی بهتر نمونه ، توسط رها ساز سطح قالب آماده سازی می‌شود.
ب- انتخاب تقویت کننده: انتخاب تقویت کننده برای هر فرآیند لایه گذاری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، چرا که انتخاب تقویت کننده جهت استفاده با این فرآیند نیازمند توجهات ویژه‌ای می‌باشد. شماری از الیاف سرعت جریان رزین به درون خود را دچار مشکل می‌کنند. از جمله الیاف معمول مورد استفاده در این فرآیند، الیاف شیشه هستند. الیاف شیشه نفوذ پذیری بالایی جهت تسهیل در جریان رزین دارند. از دیگر الیاف مورد استفاده می‌توان الیاف کربن و کولار را نام برد حال آنکه این الیاف تمایل به کاهش سرعت جریان رزین دارند. اگر از قالبی با شیب‌های پیچیده استفاده می‌شود و امکان ثابت نگه داشتن الیاف در شیب‌ها وجود ندارد استفاده از اسپری‌‌های چسبی راهکاری مناسب می‌باشد، بدین صورت که لایه نازکی بر روی سطح قالب اسپری کرده و سپس الیاف بر روی سطح قالب قرار داده شوند.
ج- انتخاب واسطه‌های عبور جریان60 رزین: متأسفانه بسیاری از تقویت کننده‌ها مانع عبور آسان جریان رزین می‌شوند، کار واسطه‌های عبور جریان، کمک به تسهیل در جریان رزین است. واسطه‌های جریان، لایه‌‌هایی هستند که مابین لایه‌‌های تقویت کننده قرار می‌گیرند تا عبور رزین به داخل تقویت کننده را تسهیل بخشند. که نهایتاً جزئی از قطعه می‌شوند.
گام دوم: مجاری رزین و خلأ
الف- انتخاب مجاری جریان رزین: مجاری ورودی جریان رزین به درون قالب باید طوری انتخاب شود تا رزین به خوبی و در کم‌ترین زمان ممکن وارد قالب شده و الیاف آغشته شوند. معقول است که مجاری ورودی رزین به درون قالب قطر بیشتری نسبت به مجاری اعمال خلأ انتخاب شود.
ب- انتخاب مجاری اعمال خلأ: مجاری اعمال خلأ می‌بایست طوری انتخاب شوند تا رزین بتواند پس از ورود به قالب ضمن آغشته سازی الیاف، از طریق مجاری اعمال خلأ وارد تله61 شود.
گام سوم: کیسه خلأ
الف- آماده‌سازی کیسه خلأ: در انتخاب کیسه مورد نظر جهت استفاده در این فرآیند باید دقت لازم را لحاظ کرد. با توجه به اعمال خلأ، کیسه مذکور می‌بایست مقاومت لازم در برابر اعمال خلأ را داشته باشد تا از سوراخ شدن و یا پارگی احتمالی مصون بماند.
ب- انجام عملیات ممکنه جهت پرهیز از ورود رزین به خلأ: جهت جلوگیری از ورود رزین اضافی به داخل پمپ خلأ می‌بایست در مسیر خروج رزین اضافی از قالب به پمپ خلأ، ظرفی قرار داد که اصطلاحاً تله نامیده می‌شود. اندازه‌ی طولی مجاری خروج رزین به داخل تله می‌بایست طوری در نظر گرفته شود که رزین اضافی خارج شده از قالب، به انتهای تله منتقل شود. همچنین مجاری خروجی اعمال خلأ اتصال دهنده بین تله و پمپ خلاً نیز باید از لحاظ طولی طوری انتخاب شوند که تا حد ممکن پس از پر شدن تله، رزین از طریق آن وارد پمپ خلاً نشود. شکل 2-10 نشان دهنده شکل صحیح چیدمان اجزای فرآیند جهت پرهیز از ورود رزین به خلأ است. همان‌طور که در کادر مربعی مشخص شده مشاهده می‌شود، اندازه مجاری متصل به پمپ از لحاظ طولی بسیار کوچک‌تر از مجاری خروج رزین از قالب است.
شکل 2-10 : نحوه‌ی چیدمان اجزای فرآیند جهت پرهیز از ورود رزین به خلأ
گام چهارم: پمپ خلأ
الف- نصب پمپ خلأ: بسته به قدرت پمپ جهت اعمال خلأ و خروج رزین از قالب، می‌توان ضخامت‌‌های مختلفی از نمونه کامپوزیتی را تهیه کرد. در نتیجه با افزایش خلأ و کاهش ضخامت نمونه‌‌های کامپوزیتی، نسبت رزین به الیاف در کامپوزیت کاهش می‌یابد که البته این گفته به عواملی همچون ویسکوزیته، زمان ژل و نقطه جوش رزین وابسته است.
با افزایش ویسکوزیته که می‌تواند خود ناشی از بالا بودن ویسکوزیته‌ی اولیه رزین و یا پخش نانو ذرات درون آن باشد، سرعت جریان یابی رزین درون قالب و خیس نمودن الیاف کاهش می‌یابد که بسته به زمان ژل می‌تواند به طور جدی مشکل ساز شود لذا می‌بایست از قبل تمهیدات لازم جهت جلوگیری از بروز مشکلاتی از این قبیل، می‌بایست توازنی میان زمان متناسب جهت ژل شدن رزین و زمان لازم جهت پر شدن قالب برقرار شود.
با توجه به وجود حلال‌های با نقطه جوش پایین همچون متیل متاکریلات در برخی از رزین‌ها می‌بایست دقت لازم در اعمال خلأ به کار برده شود.
ب- اطمینان از خلأ مناسب: قبل از شروع هر کار می‌بایست از آب‌بندی اتصالات و سالم بودن کیسه خلأ اطمینان حاصل شود. برای این کار بهتر است با بستن مجاری ورود رزین به درون قالب و روشن نمودن پمپ خلأ، میزان رسیدن به حداکثر خلأ مورد نظر را بررسی کرد، بدین صورت که اگر بعد از اعمال خلأ تفاوتی در میزان خلاً نشان داده شده بعد و قبل از نصب اتصالات مشاهده شود امکان وجود عیب و نقص در نوع و نحوه بستن اتصالات تشدید می‌شود.
گام پنجم: آماده‌سازی برای تزریق رزین
الف- انتخاب رزین: این گفته که هر رزینی مناسب فرآیند قالب‌گیری رزین تحت خلاً می‌باشد نادرست است. در واقع رزین‌هایی قابلیت کاربرد در این فرآیند را دارند که از ویسکوزیته پایینی برخوردار باشند. رزین وینیل استر با ویسکوزیته 275 Cp62 به طور مکرر جهت استفاده در فرآیند قالب‌گیری رزین تحت خلاً مورد استفاده قرار می‌گیرد، به طوریکه اصطلاحاً به آن رزین اینفیوژن نیز می‌گویند.
پس از اطمینان از صحیح بودن انجام تمامی مراحل گفته شده در قبل نوبت به جریان یابی رزین درون کیسه حاوی الیاف می‌رسد که بسته به کاربرد مورد نظر نوع آن انتخاب می‌شود.
ب- نصب ظرف رزین
گام ششم: تزریق رزین
الف- انتخاب کاتالیست و آماده‌سازی جهت شروع تزریق
ب- بستن ورودی رزین: پس از آغشته شدن الیاف به طور کامل، بستن ورودی رزین تا حدی الزامی است و رعایت نکردن آن موجب بروز حباب‌‌های فراوان به داخل سیستم می‌شود که نهایتاً منجر به کاهش خواص محصول کامپوزیتی را به دنبال خواهد داشت.
2-8-تحقیقات گزارش شده
در این بخش به بررسی مطالعات انجام شده مرتبط با موضوع تحقیق پرداخته می‌شود. بدین ترتیب که در ابتدا نانوکامپوزیت‌‌های پلی یورتان تقویت شده با نانو ذرات و سپس کامپوزیت‌‌های تقویت شده با الیاف طبیعی موضوع بحث را به خود اختصاص می‌دهند.
2-8-1-نانو کامپوزیت‌های حاوی نانو ذرات رس
کاربرد‌های صنعتی بسیار موثری از نانوکامپوزیت‌‌های حاوی نانو ذرات رس آلی63 به وسیله گروه تویوتا64 در سال 1988 نشان داده شده است. آن‌ها توانستند کاپرولاکتام را درون لایه‌های خاک رس پلیمریزه کنند تا به هیبرید نایلون 6-خاک رس دست پیدا کنند. نتایج حاکی از دو برابر شدن مدول کششی، افزایش استحکام کششی بیش از 50 درصد، افزایش دمای تغییر شکل حرارتی حدود 80 درجه ºC نسبت به رزین خالص را فقط با افزودن 2/4 درصد از خاک رس به رزین خالص نشان داد که آن‌ها علت بهبود بسیار خوب خواص نانو کامپوزیت‌های نایلون6-خاک رس را ورقه شدن لایه‌‌های خاک رس در ماتریس گزارش کردند[53].
اما تحقیقات بر روی اثر نانو ذرات خاک رس در ماتریس رزینی به اینجا ختم نشد زیرا نتایج چشمگیر گروه تویوتا شمیدانان بسیاری را تحریک کرد تا جهت بهبود خواص پلیمر غلظت‌های کمی از خاک رس آلی مورد استفاده قرار دهند. اثرات خاک رس آلی بر خواص پلی یورتان توسط عده‌ای از محققین در این زمینه گزارش شده است که روند تهیه آن در ادامه شرح داده می‌شود. عد‌ه‌ای خاک رس را در پلی‌ال پخش و سپس با دی ایزو سیانات وارد واکنش کردند. عد‌ه‌ای دیگر برهم‌کنش پلی یورتان با خاک رس در حلال آلی را زمینه فعالیت خود قرار دادند که در انتها سعی در تبخیر حلال مذکور نمودند. جمعی دیگر واکنش دی‌ایزوسیانات را با گروه‌‌های هیدروکسیل اصلاح کننده آلی در خاک رس مورد بررسی قرار دادند که سپس با پلی ال وارد واکنش کردند. بر این اساس نانوکامپوزیت‌‌های پلی یورتان با غلظت‌‌های 1-6 درصد وزنی نانو ذرات خاک رس تهیه شد که مشخصه یابی آن‌ها توسط پراش اشعه ایکس در ناحیه 6/1 – 2/3 نانومتر انجام شد که به شدت به ماهیت خاک رس و غلظت آن‌ها وابستگی نشان می‌داد. نتیجه کار آن‌ها توسط پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری و دیگر روش‌های طیف سنجی‌ نشان دهنده این حقیقت بود که پلیمر به درون لایه‌‌های خاک رس رفته و فقط منجر به تولید نانو کامپوزیت درهم رفته شده است و ورقه شدن لایه‌ها اتفاق نیفتاده است و دیگر اینکه خاک رس به طور همگن درون ماتریس پلی یورتان پخش نشده است. اما با این وجود آن‌ها این‌طور گزارش کردند که هنوز بسیاری از کامپوزیت‌‌های حاوی لایه‌‌های ورقه نشده خاک رس بهبود در خواص فیزیکی و مکانیکی، پایداری حرارتی و نفوذ پذیری پایین نسبت به اکسیژن را در مقایسه با رزین خالص نشان می‌دهند[53].
وانگ و پیناوایا65، نانوکامپوزیت‌‌های پلی یورتان/نانو ذرات خاک رس را مورد مطالعه قرار دادند. آن‌ها ترکیباتی شامل 10-20درصد وزنی خاک رس را در پلی ال تهیه کردند. آن‌ها با استفاده از پراش اشعه ایکس افزایش فاصله بین لایه‌های خاک

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه با موضوع آسیب دیدگی
دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید