مطالعه اثر افزایش دما بر مقاومت‌های مکانیکی چندسازه تجاری الیاف باگاس پلی‌پروپیلن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری ، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 استادیار،گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 استاد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

4 استادیار، University of Maine, Orono, ME, 04469, USA

5 دانشیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

چکیده

در این مطالعه اثر افزایش دما بر مقاومت‌های مکانیکی چندسازه تجاری الیاف باگاس- پلی‌پروپیلن در محدوده دمای اتاق تا دمای 80 درجه سانتی‌گراد مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل برای تعیین وابستگی دمایی خواص مکانیکی چندسازه موردمطالعه به‌منظور توسعه ضرایب تنظیم دما به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که با افزایش دما خاصیت تغییرشکل‌پذیری چندسازه به دلیل افزایش تغییرشکل پلاستیکی، بیشتر شده، مدول الاستیسیته آن نیز کاهش می‌یابد و شکست در کرنش بالاتری رخ می‌دهد. ضرایب تنظیم حاصله برای مدهای بارگذاری مختلف متفاوت بود و همچنین اثر افزایش دما بر مدول الاستیسیته بیشتر از اثر افزایش دما بر مقاومت بوده است.

کلیدواژه‌ها


[1]     Clemons, C., 2002. Wood-plastic composites in the United States; The interfacing of two industries. Forest Product Journal, 52(6):10-18.

[2]     Cai, Zh., and Ross, R.J., 2011. Mechanical properties of wood-based composite materials. In: Wood handbook, Forest Products Laboratory, 12.1-12.12 p.

[3]     Odell, J., 2008. Wood plastic composite sill plate for continuous anchorage of shear walls in light frame wood structures. MSc thesis, Washington State University.

[4]     Dolan, J.D., DuChateau, K.A., O'Dell, J., Wolcott, M.P. and Johnson, S., 2010. Effect of form change in sill plates on shear wall performance, 11th World Conference on Timber Engineering 2010, WCTE 2010.  2:1160-1168.

[5]     Haiar, K.J., 2000. Performanceand design of prototype wood-plastic composite sections. MSc thesis, Washington State University.

[6]     Slaughter, A.E., 2004. Design and fatigue of a structural wood plastic composite, MSc Thesis, Washington State University.

[7]     Kobbe, R.G., 2005. Creep behavior of a Wood-Polypropylene Composite, MSc Thesis, Washington State University.

[8]     Zabihzade, S.M., Dastoorian, F. and Ebrahimi, Gh., 2010. Effect of wood species and coupling agent on mechanical properties of wood flour/HDPE composites. Journal of Reinforced Plastic Composite, 29(12):1814-1819.

[9]     Monteiro, S.N., Rodriquez, R.J.S., De Souza, M.V. and D'Almeida, J.R.M., 1998. Sugar cane bagasse waste as reinforcement in low cost composites. Advanced performance Materials, 5(3): 183-191.

[10]  Cerqueira, E.F., Baptista, C.A.R.P. and Mulinari, D.R., 2011. Mechanical behavior of polypropylene reinforced sugarcane bagasse fibers composites, Procedia Engineering, 10: 2046–2051.

[11]  Rodrigues, E.F., Maia, T.F., and Mulinari, D.R., 2011. Tensile strength of polyester resin reinforced sugarcane bagasse fibers modified by estherification. Procedia Engineering, 10:2348–2352.

[12]  Luz, S.M., Goncalves, A.R. and Del’Arco, A.P., 2007. Mechanical behavior and microstructural analysis of sugarcane bagasse fibers reinforced polypropylene composites. Composite: Part A, 38:1455–1461.

[13]  Luz, S.M., Del Tio, J., Rocha, G.J.M., Goncalves, A.R. and Del’Arco, A.P., 2008. Cellulose and cellulignin from sugarcane bagasse reinforced polypropylene composites: Effect of acetylation on mechanical and thermal properties. Composite: Part A, 39: 1362–1369.

[14]  Muzzy, J.D., 2000. Thermoplastics-properties. In: Kelly A and Zweben C (eds) Comprehensive composite materials, Oxford: Elsevier Science, pp. 57-76.

[15]  Schildmeyer, A.J., Wolcott, M.P., and Bender, D.A., 2009. Investigation of the temperature-dependent mechanical behavior of a polypropylene-pine composite. Journal of Materials in Civil Engineering, 21(9): 460–466.

[16]  Tajvidi, M., Feizmand, M., Falk, R.H. and Felton, C., 2009. Effect of cellulose fiber reinforcement on the temperature dependent mechanical performance of nylon 6. Journal of Reinforced Plastic Composite, 28(22): 2781-2790.

[17]  Tajvidi, M., Motie, N., Rassam, G.H., Falk, R.H. and Felton, C., 2010. Mechanical performance of hemp fiber polypropylene composites at different operating temperatures. Journal of Reinforced Plastic Composite, 29(5): 664-674.

[18]  Standard Practice for Conditioning Plastics for Testing, Annual book of ASTM standard, D618-00, 2000.

[19]  Standard Guide for Evaluating Mechanical and Physical Properties of Wood-Plastic Composite Products, Annual book of ASTM standard, D7031-04, 2004.

[20]  Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics, American society for testing materials, Annual book of ASTM standard, D638-03, 2003.

[21]  Standard test method for compressive Properties of rigid plastics, Annual book of ASTM standard, D695-02a, 2002.

[22]  Standard test method for flexural properties of unreinforced and reinforced plastics and electrical insulating materials, D790-90, 1990.

[23]  Fleck, N.A. 1997. Compressive failure of fiber composite, Advances in Applied Mechanics, Volume 33, San Diego, Academic Press Inc., 230p.

[24]  Wisnom, M.R., 1992. The relationship between tensile and flexural strength of unidirectional composites. Journal of Composite Materials, 26(8): 1173-1180.

[25]  Roylance, D. 2001. Stress strain curves, MSc Thesis, Massachusetts Institute of Technology.

[26]  National Design Specification for Wood Construction- ASD/LRFD, 2005 edition, American Forest and Paper Association.

[27]  Stark, N.M. and Rowlands, R.E. 2003. Effects of wood fiber characteristics on mechanical properties of wood/polypropylene composites. Wood and Fiber Science, 35(2):167-174.