Θερμομηχανική συμπεριφορά πολυμερικών νανοσύνθετων υλικών - Μαθιουδάκης, Ιωάννης (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Μηχανικής, 2006)
Ο σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας ήταν ο προσδιορισμός των θερμομηχανικών ιδιοτήτων των νανοσύνθετων υλικών πολυστυρενίου (PS). Το πολυστυρένιο αποτέλεσε τη μήτρα για την παραγωγή νανοσύνθετων υλικών με μέσο ενίσχυσης νανοσωματίδια πυρογενούς πυριτίας (SiO ). Τα σύνθετα προετοιμάστηκαν με ανάμιξη τήγματος και ακόλουθη μορφοποίηση με συμπίεση. Τα πρωτογενή νανοσωματίδια πυριτίας είχαν μέση διάμετρο 16 nm, η επιφάνειά τους είχε τροποποιηθεί με διμεθυλοδιχλωροσιλάνιο και το κλάσμα βάρους τους στο σύνθετο υλικό ήταν από 4 μέχρι 10 %. Η δομή και τα θερμομηχανικά χαρακτηριστικά των νανοσύνθετων που παρασκευάστηκαν, εξετάστηκαν από ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM), διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης (DSC), δυναμική μηχανική ανάλυση (DMA) και από δοκιμές εφελκυσμού. Η μορφολογία και οι δευτερεύουσες μεταβάσεις επηρεάστηκαν απο την παρουσία των νανοσωματιδίων του πληρωτικού υλικού (πυριτία), ενώ οι μηχανικές ιδιότητες παρουσιάστηκαν βελτιωμένες, κυρίως όταν είχαμε περιεκτικότητα 4 %κβ, όπου διαπιστώθηκε ότι είναι η καλύτερη για τη βελτίωση των θερμομηχανικών ιδιοτήτων. Η πειραματική μέθοδος του εφελκυσμού εφαρμόστηκε σε τρείς διαφορετικές θερμοκρασίες. Οι καμπύλες τάσεων – παραμορφώσεων (σ-ε) στους 85 C, οι οποίες παρουσιάζουν μία ιξωδοελαστική συμπεριφορά του υλικού, προσομοιώθηκαν με ένα μικρομηχανικό μοντέλο, το οποίο έδωσε την καλύτερη προσαρμογή με τα πειραματικά δεδομένα των PS/SiO .