تأثیر استفاده از الیاف ضایعات پارچه و نانو‌رس بر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت حاصل از آرد چوب و پلی‌پروپیلن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل

2 استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل

3 مربی، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل

چکیده

این پژوهش با هدف بررسی امکان استفاده از الیاف ضایعات پارچه و اثر مقدار ذرات نانو‌رس بر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت حاصل از آرد چوب و پلی‌پروپیلن انجام شد. بدین منظور، آرد چوب و پلی‌پروپیلن با نسبت‌های وزنی 50 به 50 به‌همراه الیاف ضایعات پارچه در دو سطح (0 و 15 درصد)، نانورس در سه سطح (0، 2 و 4 درصد) و سازگار کننده به‌میزان 3 درصد، توسط دستگاه اکسترودر در دمای 160 درجه سانتی‌گراد مخلوط گردید. سپس نمونه‌های‌ آزمونی استاندارد با استفاده از روش قالب‌گیری تزریقی ساخته شدند. خواص مکانیکی نظیر مقاومت‌های کششی و خمشی و مقاومت به ضربه فاقدار و خواص فیزیکی شامل جذب آب و واکشیدگی ضخامت، اندازهگیری شد. به‌طور کلی نتایج نشان داد، افزودن الیاف ضایعات پارچه به‌طور معنی‌داری سبب بهبود خواص مکانیکی و تضعیف خواص فیزیکی در کامپوزیت چوب‌پلاستیک شد. همچنین نتایج حاکی از آن بود که خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت چوب‌پلاستیک به‌استثنای مقاومت به ضربه فاقدار، با افزایش مقدار نانورس بهبود یافته است. نتایج مطالعات ریخت‌شناسی کامپوزیت نیز به‌منظور بررسی نحوه پراکنش ذرات نانورس با استفاده از طیف پراش اشعه ایکس (XRD) نشان داد که توزیع ذرات در زمینه پلیمری از نوع بین‌لایه‌ای بوده، و با افزایش مقدار ذرات نانورس فاصله بین لایه‌ها افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


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

[2]       Migeneault, S., Koubaa, A., Erchiqui, F., Chaala, A., Englund, K., Krause, C. and Wolcott, M., 2008. Effect of fiber length on processing and properties of extruded wood-fiber / HDPE composites. Journal of Applied Polymer Science, 110(2): 1085-1092.

[3]       Caulfield, D.F., Clemons, C., Jacobson, R.E. and Rowell, R.M., 2005. Wood thermoplastic composites, Handbook of Wood Chemistry and Wood Composites, Boca Raton, 365-378.

[4]       Divita, L. and Dillard, B.G., 1999. Recycling textile waste: an issue of interest to sewn products manufacturers. Journal of the Textile Institute, 90(1): 14-26.

[5]       Kargarfard, A., 2011. The effect of wood particles type and coupling agent content on properties of composites from recycled polypropylene and eucalyptus wood. Journal of Forest and Wood Products. Iranian Journal of Natural Resources, 64(1): 55-64. (In Persian).

[6]       Basiji, F., Safdari, V., latibari, A.J. and Nourbaksh, A., 2010. Effect of fiber length on mechanical properties of wood composite plastic. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 25(2): 187-200. (In Persian).

[7]       Lima, A.C., Monteiro, S.N. and Satyanarayana, K.G., 2011. Recycled polyethylene composites reinforced with jute fabric from sackcloth: Part II-Impact strength evaluation. Journal of Polymer and the Environment, 19(4): 957-965.

[8]       Kord, B., Hemmasi, A.H. and Ghasemi, I., 2011. Properties of PP/wood flour/organ modified montmorillonite nanocomposites. Journal of Wood Science and Technology, 45(1): 111-119.

[9]       Kord, B., 2010. Investigation on the effects of nanoclay particles on mechanical properties of wood polymer composites made of high density polyethylene-wood flour. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 25(1): 91-101. (In Persian).

[10]    Zahedi, M., Tabarsa, T., Madhoushi, M. and Shakeri, A.R., 2013. Effect of nanoclay (Montmorillonite) on the physical-mechanical properties of polypropylene/wood flour composites. Journal of Wood & Forest Science and Technology, 20(3): 95-110. (In Persian).

[11]    Guo, G., Park, C.B., Lee, Y.H., Kim, Y.S. and Sain, M., 2007. Flame retarding effects of nanoclay on wood-fiber composites. Journal of polymer Engineering Science, 47(3): 330-336.

[12]    Ghasemi, I., Azizi, H. and Naeimian, N., 2008. Rheological behavior of polypropylene/kenaf fibre/wood flour hybrid composite. Iranian Polymer Journal, 17(3): 191-198. (In Persian).

[13]    Kraby, M., Ghasemi, A. and Mohammadi, M., 2007. Optimization and use of nano fillers in plastic compounds. Final report of the research committee of the ministry of science and nanotechnology. Iran Polymer and Petrochemical Institute, Iran, 191p. (In Persian).

[14]    Deshmane, C., Yuan, Q. and Misra, R.D.K., 2007. High strength-toughness combination of melt intercalated nanoclay-reinforced thermoplastic olefins. Journal of Material Science Engineering: A, 460(7): 277-287.

[15]    Kord, B., Ekrami, M. and Roohani, M., 2014. Effect of nanoclay particles content on the mechanical properties of wood flour-polypropylene composites using dynamic mechanic thermal analysis. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 5(2):15-26. (In Persian).

[16]    Razavi-Nouri, M., Jafarzadeh, F., Oromiehie, A. and Langroudi, A.E., 2006. Mechanical properties and water absorption behavior of chopped rice husk filled polypropylene composites. Iranian Polymer Journal, 15(9): 757-766. (In Persian).

[17]    Shokrieh, M. and Sonbolestan, A., 2007. Effects of structural parameters on mechanical properties polymer/clay nanocomposites. Journal of Polymer Science and Technology, 20(2):187-195.

[18]    Zaheddi, M., Tabarsa, T., Madhoushi, M. and Shakeri, A.R., 2013. Effect of nanoclay (Montmorillonite) on the physical-mechanical properties of polypropylene/wood flour composites. Journal of wood & Forest Science and Technology, 20(3): 96-110. (In Persian).

[19]    Sun, Q., Schork, J. and Deng, Y., 2007. Water-based polymer/clay nano composite suspension for improving water and moisture barrier in coating. Journal of composites Science and Technology, 67(9): 1823-1829.

[20]    Han, G., Lei, Y., Wu, Q., Kojima, Y. and Suzuki, S., 2008. Bamboo-fiber filled high density polyethylene composites; effect of coupling treatment and nano clay. Journal of Polymer and the Environment, 16(2): 123-130.

[21]    Liu, Q., Lv, C., Yang, Y., He, F. and Ling, L., 2005. Study on the pyrolysis of wood-derived rayon fiber by thermogravimetry-mass spectrometry. Journal of Molecular Structure, 733(1-3): 193-202.

[22]    Zahedi, M. and Tabarsa, T., 2014. Physico-mechanical and morphological properties of nano composite made from Canola stalk. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 28(4): 742-754. (In Persian).

[23]    Reddy, C.R., Sardashti, A.P. and Simon, L.C., 2010. Preparation and characterization of polypropylene–wheat straw–clay composites. Composites Science and Technology, 70(12): 1674-1680.

 [24] Tabari, H.Z., Nourbakhsh, A. and Ashori, A., 2011. Effects of nanoclay and coupling agent on the physico‐mechanical, morphological, and thermal properties of wood flour/polypropylene composites. Polymer Engineering & Science, 51(2): 272-277.