اثر فرایند اسفنج کردن بر خواص جذب رادار کامپوزیت های پلی‏ متیل متاکریلات- نانولوله های کربن چنددیواره

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی، گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی 143- 14115

چکیده

جاذب­ رادار کامپوزیتی پایه پلیمری با وزن کم، پهنای باند، بسامد جذب قابل­ تنظیم و چندعاملی ­بودن، جاذبی‏ ایده­ آل به­ شمار می­ آید. به­ طور کلی، اسفنج­ های میکروسلولی کامپوزیتی پایه پلیمری به دلیل خواص مطلوب مکانیکی در عین سبک ‏وزنی و ساختار سلولی یکنواخت، قابلیت استفاده را در کاربردهای مختلف دارند. در این پژوهش، اثر اسفنج ­کردن بر خواص جذب راداری جاذب ‏های کامپوزیتی پایه پلیمری ردیابی شد. در گام نخست، سامانه اسفنج­ سازی با قابلیت‏ کنترل و تکرارپذیری، عملکرد در فشار و دمای زیاد و با عامل اسفنج ­ساز گاز CO2 ابربحرانی طراحی و ساخته شد. کامپوزیت­ هایی برپایه پل ی‏متیل متاکریلات، حاوی درصدهای مختلف نانولوله­ های کربن چنددیواره به روش انعقاد ساخته شدند. نمونه­ های تهیه شده به روش قالب‌گیری فشاری گرم به شکل ورق­ هایی به ضخامت mm 3 تبدیل شدند. سپس، در شرایط یکسان فرایند اسفنج­ سازی انجام و شکل­ شناسی سلولی اسفنج ­ها با تصاویر میکروسکوپی الکترونی ارزیابی شد. ساختار سلولی یکنواخت اسفنج ­های کامپوزیتی حاکی از پراکنش مناسب نانوذرات در ماتریس پلیمری بود. بررسی مقداربازتاب موج تابشی به نمونه ­ها (پیش و پس از اسفنج­ سازی) نشان داد، اسفنج­ کردن باعث کاهش چشمگیر متوسط بازتاب به مقادیر زیر %10 شد. افزایش درصد جذب موج تابشی به اسفنج پل ی‏متیل متاکریلات خالص نسبت به حالت اسفنج نشده از نتایج جالب این پژوهش بود. همچنین، در نمودار درصد جذب-بارگذاری نانوذرات مشاهده شد، اسفنج­ کردن کامپوزیت ­ها آستانه نفوذ را از کمتر از 1% بار‏گذاری نانوذرات برای حالت اسفنج نشده به مقداری بین %1 تا %3 بارگذاری نانوذرات برای حالت اسفنج شده افزایش داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Foaming Process on the Radar Absorbing Properties of PMMA/MWCNT Composites

نویسندگان [English]

  • Maziar Soltani Alkuh
  • Mohammad Hossein Navid Famili
  • M. Hasan Moeini
Polymer Engineering Group, Faculty of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University, P.O. Box: 14115-143, Tehran, Iran
چکیده [English]

Alightweight polymer composite with a broad bandwidth, tunable absorption frequency and multi-functionality is an ideal material for making a radar absorber. In general, composite microcellular foams have many potential applications due to their lightweight, high mechanical properties and monotonous cell structure. In this research, the effect of foaming method on the radar absorbing properties of composite radar absorbers was investigated. In the first step, a controllable, repeatable and high pressure/temperature operation foaming system by supercritical CO2 gas as foaming agent was designed and built. The composites based on poly(methyl methacrylate) (PMMA) and multiwall carbon nanotube (MWCNT) at different weight percentages were prepared by solvent-anti solvent coagulation method. The sample sheets with 3 mm thickness were molded using hot compression molding method. Then, the foaming process was performed and the cell morphology of the prepared foams was studied using scanning electron microscopy. Monotonous cell structure of the composite foams revealed a good dispersion of nanoparticles in the polymer matrix. The data of the reflected radar waves (before and after foaming) showed that the foaming reduced the reflection of the radar waves to less than 10 percent in all the samples. It is important to note that the absorption of radar waves
was increased with the foaming of neat PMMA. It was observed that the foaming of composites increased the threshold of absorption of radar waves from less than 1 wt% nanotube for the unfoamed samples to 1-3 wt% nanotube for the foamed samples.

کلیدواژه‌ها [English]

  • radar absorber
  • polymer foam
  • supercritical CO2
  • composite
  • multi-wall carbon nanotube