بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش از پلیمر پلیپروپیلن - PP - بعنوان ماتریس و پودر الیاف نخل خرما بعنوان پرکننده در ساخت چندسازه استفاده شده است . در این تحقیق از میزانهای پرکننده به مقدار 15، 30، 45 د %55 وزنی در ساخت چندسازه استفاده شده است.
هم-چنین از اتصالدهنده به میزان 0 و % 2.5 وزنی استفاده شده است برای اختلاط مواد از دستگاه هک و برای ساخت نمونههای استاندارد آزمون مکانیکی از قالبگیری تززیقی استفاده شده است. برای بررسی چندسازههای ساخته شده خواص مکانیکی شامل ویژگیهای کششی و خمشی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
در بحث مقاومتهای مکانیکی مشاهده شده است که فقط با افزودن پودر الیاف نخل خرما به میزان %55 وزنی کاهش در مقاومت کششی چندسازه مشاهده شده است اما در تمامی موارد استفاده از پودر الیاف نخل خرما باعث بهبود در ویژگیهای کششی و خمشی چندسازهها داشته است . با افزایش میزان پرکننده ویزگی هایی کششی و خمشی بهبود یافت. همچنین افزودن اتصالدهنده به چندسازههای ساخته شده باعث بهبود تمامی ویژگیهای مکانیکی شده است.
-1 مقدمه
مواد مرکب یکی از دست آورد های نوین تکنولوژی در عصر حاضر هستند و روز به روز در حال تغییر و تحول میباشند و موجبات توسعه و تولید مواد جدید و با قابلیت های بالا را فراهم میکند . همان گونه که از نام مواد مرکب پیدا است، این مواد از اختلاط چند ماده مختلف حاصل میشوند. از ترکیب چند ماده میتوان برای هر کاربرد مشخصی، خواص مورد نظر را ایجاد کرد.
مواد مرکب چوب پلاستیک - wood plastic composites - که به اختصار به آنها WPC میگویند، از جمله مواد مرکبی هستند که طی سه دهه اخیر مورد توجه قرار گرفتند و به سرعت در حال گسترش میباشند. در ساخت این مواد مرکب گستره وسیعی از پلیمرها مثل پروپیلن، پلیاتیلن، پلیونیلکلراید و ... به همراه پرکنندههای سلولزی، مانند آرد و الیاف چوب، آرد و الیاف پسماند های کشاورزی نظیر کتان، کنف و.. مورد استفاده قرار میگیرد
در واقع به دنبال افزایش نسبی قیمت پلاستیک و هم چنین فشار این مواد به محیط زیست و مشکلات شهری باعث شده است تا محققان با افزودن الیاف به این گونه مواد هم بتوانند باعث بهبود در ویزگی های این مواد شوند و همچنین از خطرات زیست محیطی پلاستیک ها بکاهند. در چند سال گذشته، افزودن پرکننده به منظور کاهش هزینه ساخت درصنعت پلاستیک و در برخی موارد افزایش تولید، مورد توجه قرار گرفته است. در گذشته بیشتر از پرکنندههای معدنی مانند الیاف شیشه و میکا استفاده میشده است.
این مواد باعث بروز مشکلاتی در طی فرآوری میشوند و به علت شکنندگی بالا در فرآوری دچار تخریب شدید می شوند. بدین منظور استفاده از پرکنندههای طبیعی - به صورت پودر یا الیاف - از لحاظ علمی و تکنولوژیکی در سالهای اخیر مورد توجه قرارگرفته است. پرکنندههای طبیعی علاوه بر این که مشکلات مربوط به پرکنندههای معدنی را ندارند؛ سبکتر و ارزانتر هستند، قابلیت بازیافت، تجدید شوندگی تجزیه بیولوژیکی نیز دارند و به فراوانی یافت میشوند. علیرغم این ویژگی های جذاب، استفاده از پرکننده های طبیعی دارای معایبی میباشد که مهمترین آنها عبارتند از:
-1 عدم سازگاری بین پرکنندههای طبیعی قطبی با پلیمرترموپلاستیک غیر قطبی
-2 خاصیت نمپذیری پرکنندهای طبیعی سبب جذب آب و تغییر ابعاد مواد مرکب میگردد و خواص کاربردی این مواد را تحت تاثیر قرار میدهد.
- 2 مواد و روشها
2-1 مواد
در این پژوهش پلیپروپیلن ساخت شرکت پتروشیمی اراک به ترتیب با شاخص جریان مذاب 18 gr/10minبه عنوان فاز زمینه استفاده شد. پلیپروپیلن گرافت شده با انیدرید مالئیک . - MAPP - در این تحقیق پلیپروپیلن مالئیک دارشده 0/1 درصد مالئیک انیدرید پیوند خورده استفاده گردید.
چوب نخل خرما از شهر ایرانشهر در استان سیستان و بلوچستان تهیه شد. ابتدا با استفاده از اره نواری چوب را به قطعات بسیار کوچک تبدیل کرده و قظعات حاصله را در آون به مدت 24 ساعت در دمای 65 درجه سانتی گراد قرار دادیم و سپس قطعات را با استفاده از یک خرد کن به پودر تبدیل کردیم و پودر حاصل را به آزمایشگاه منتقل کرده و در آون به مدت 24 ساعت در مای 65 درجه سانتی گراد قرار دادیم تا اطمینان حاصل کنیم که الیاف دارای رطوبت بالای نیستند چون وجود رطوبت منجر به دشواری ساخت در فرایند شده و هم چنین باعث کاهش در ویژگی های چندسازه می-شود و پودر الیاف چوب را در پلاستیک قرار دادیم تا دوباره جذب رطوبت انجام نگیرد.
2-2 فرایند اختلاط
عملیات اختلاط پلیمر و آرد خاک اره MDF در دستگاه اکسترودر - کولین - ساخت کشور آلمان با سرعت 80rpm انجام شد. پس از سرد و سخت شدن نمونههای، به منظور تهیه گرانول برای تغذیه با دستگاه تزریق، از خرد کن نیمه صنعتی شرکت WIESER مدل WG-LS 200 /200 ساخت کشور آلمان موجود در پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران استفاده شد. به منظور حذف رطوبت از گرانولهای و آمادهسازی آنها برای عملیات تزریق، گرانولهای حاصله به مدت 24 ساعت در خشککن با دمای 85 درجه سانتیگراد قرار داده شدند. در جدول زیر سطوح اختلاط مواد برای ساخت چندسازه های مورد بررسی را نشان میدهد.
جدول - 1 - سطوح اختلاط مواد
2-3 ساخت نمونههای استاندارد
نمونههای آزمون مکانیکی و فیزیکی، به روش قالبگیری تزریقی بوسیله دستگاه تزریق نیمه صنعتی شرکت ایمن ماشین تهران موجود در پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران تهیه شد. دمای سیلندر تزریق در هرسه ناحیه 175 °C، دمای قالب 23 °C، فشار تزریق 110 bar و زمان دوره تزریق کمتر از 20 ثانیه در نظر گرفته شد. در هر بار تزریق نمونه های استاندارد آزمونهای مکانیکی - کشش، خمش و ضربه - بدست آمد
