بخشی از مقاله
چکیده:
هدف اصلی این پژوهش بررسی تأثیر میزان نانو سیلیس بر ویژگیهای حرارتی، رفتار آتشگیری و مورفولوژی نانو چندسازه ساختهشده از ماده لیگنوسلولزی و پلیاستایرن ضایعاتی میباشد. برای این منظور پلیاستایرن ضایعاتی آرد چوب، نانو سیلیس و انیدرید مالئیک پیوند دادهشده با پلیپروپیلن در سطح ثابت 3 درصد، بهوسیله اکسترودر دو مارپیچه با یکدیگر مخلوط و نمونه های آزمونی استاندارد با استفاده از روش پرس دستی ساخته شدند. سپس خواص حرارتی، آتشگیری اندازهگیری شدند. نتایج نشان داد با افزایش نانو سیلیس تا 6 درصد وزنی اگرچه اختلاف معنیداری بین دمای تخریب وجود نداشت ولی نانو سیلیس ثبات حرارتی را افزایش داد و میزان زغال بیشتری نیز باقی ماند و نیز شاخص حداقل غلظت اکسیژن افزایش یافت. همچنین بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی - - SEM نشان داد با افزایش نانوسیلیس سازگاری بیشتری بوجود میآید و بین الیاف و ماده زمینه اتصال، پیوند و چسبندگی بهتر و یکنواختتر برقرار شده است.
مقدمه:
از راه های جلوگیری از تخریب جنگل ها و رفع کمبود محصولات لیگنوسلولزی، استفاده گسترده از منابع سلولزی جایگزین است.استفاده از ضایعات کارخانجات صنایع چوبی یکی از منابع سلولزی جایگزین است.. [1] - Winandy et al2004 - چند سازه چوب پلاستیک از جمله مواد مهندسی و ساختمانی جدید هستند که در سال های اخیر به طور جدی مورد توجه قرار گرفته اند.تولید و مصرف این محصولات در سطح جهان با شتاب زیادی در حال گسترش است.برتری مهم این محصولات کاهش فشار بر جنگل به دلیل وابسته نبودن به منابع جنگلی و چوب ماسیو است.این فرآورده ها در بسیاری از مصارف و حتی بهتر از چوب می باشند.این چند سازه ها از اختلاط الیاف و ذرات چوب و سایر مواد لیگنوسلولزی مانند ساقه و کاه گندم، کلزا، برنج،ذرت و کنف با پلیمرهای ترموپلاست - پلاستیک - در حالت مذاب حاصل می شود.
- Klyosov.2006چندسازههای الیاف چوب پلاستیک که بهاختصار 1WPC نامیده میشوند، مخلوطی از مواد پلیمری و مواد سلولزی است - چهارمحالی و همکاران [3]. - 1387 با استفاده از نانو مواد میتوان خواص کامپوزیتهای موجود در این صنعت را بهبود بخشیده و محصولات جدیدی با ارزش افزوده بالا و کارایی بیشتر تولید کرد. از پرکنندههای با ابعاد نانو، ذرات نانو سیلیس را میتوان نام برد، استفاده از این مواد آلی و معدنی در کامپوزیتهای ساختهشده با الیاف طبیعی برخی خواص مانند مقاومت در برابر قارچ، باکتری و آتشگیری، خواص رسانایی، میزان نفوذپذیری و خواص مکانیکی و حرارتی آنها را بهبود میبخشد. - Han et [4] - al, 2008 نانو سیلیسها به علت برخورداری از ساختار کریستالین و ایجاد دالانهایی میتوانند موجب افزایش دوام کامپوزیت چوب پلاستیک در برابر اشتعال شده و قابلیت آتشگیری آن را کاهش دهند.
Deka and Maji 2012،[5] به بررسی تأثیر نانو ذرات رس و سیلیس بر روی خواص کامپوزیتهای چوب پلاستیک پرداختند نتایج مطالعه آنها نشان داد که با افزایش نانو ذرات تا 3 درصد خواص حرارتی چوب پلاستیک بهبود یافت اما افزودن مقادیر بیشتر نانو ذرات تا 5 درصد این خواص را کاهش داد.
هدف اصلی این پژوهش بررسی تأثیر میزان نانو سیلیس بر ویژگیهای حرارتی، آتشگیری و ریختشناسی نانو کامپوزیت ساختهشده از پلیاستایرن ضایعاتی و آرد چوب میباشد.
مواد و روش ها:
B1مواد:
آرد چوب صنوبر بهعنوان تقویتکننده از شرکت شرکت سلولز آریا تهیه و پس از انتقال به آزمایشگاه، برای یکنواختی اندازه ذرات و رسیدن بهاندازه مورد نظر با دستگاه الک ارتعاشی - shaker - کار طبقهبندی انجام شد. آرد عبور کرده از مش 60 و باقیمانده روی مش 80 در نظر گرفته شد. سپس نمونهها به مدت 24 ساعت در آون و در دمای 100 3 œC قرار گرفت تا خشک شوند.و همچنین ، پلیاستایرن با دانسیته 1/07 g/cm3 و شاخص جریان مذاب 18 g/10 min از شرکت صنایع پتروشیمی تبریز تهیه شد. پلی استایرن خام در دستگاه اکسترودر تحت دمای 180 درجه سانتی گراد و سرعت موتور 100 دور در دقیقه ریخته شد و پس از خروج از دستگاه اکسترودر به وسیله دستگاه آسیاب به گرانول تبدیل گردید. پلیپروپیلن مالئیکدار - MAPP - ساخت شرکت کیمیا جاوید با شاخص جریان مذاب 11 و 1/1 درصد انیدرید مالئیک پیوند خورده به عنوان سازگار کننده به منظور بهبود چسبندگی بین پلی استایرن آب گریز - غیرقطبی - و الیاف چوب آبدوست - قطبی - استفاده شد. و در این تحقیق، پودر نانو سیلیس - NanoSiO2 - تولید شده توسط شرکت Degussa کشور آلمان مورد استفاده قرار گرفت.
