بررسی مقایسه های اثر باگاس و کلش برنج تیمار شده روی ویژیگی های فیزیکی و مکانیکی چند سازه های تقویت شده با الیاف طبیعی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 دانشیار علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 استادیار علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه گنبدکاووس، گنبد، ایران

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

چکیده

در این پژوهش اثر ماده لیگنوسلولزی بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی چند سازه های چوب پلاستیک مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ماده لیگنوسلولزی در چهار نوع آرد خمیر کاغذ های سولفیت قلیایی- آنتراکینون، مونو اتانول آمین، سودا - آنتراکینون و شیمیایی - مکانیکی با پلی اتیلن سنگین (HDPE) مخلوط گردید و مالئیک انیدرید پلی پروپیلن به عنوان ماده سازگار کننده (جفت کننده) در یک سطح ثابت و برابر با 5% وزنی مورد استفاده قرار گرفت. نسبت ماده زمینه (پلی اتیلن سنگین) به ماده لیگنوسلولزی 60 به 40 در نظر گرفته ‎شد. نمونه های نهایی پس از ترکیب در یک اکسترودر دو ماردونه، گرانول گیری و در ادامه با استفاده از روش قالبگیری تزریقی تهیه و برای انجام آزمایشات آماده شدند. مقاومت های مکانیکی چند سازه های تولید شده شامل مدول خمشی و کششی، مقاومت خمشی و کششی، مقاومت به ضربه فاق دار و خواص فیزیکی شامل جذب آب و واکشیدگی ضخامت پس از 24 ساعت طبق استاندارد های ASTM اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که تیمارهای شیمیایی در مقایسه با ماده لیگنوسلولوزی خام به ترتیب باعث افزایش و کاهش مدول الاستیسیته خمشی در چندسازه های تقویت شده با باگاس و کلش برنج شدند. درحالیکه تیمارهای اشاره شده منجر به افزایش مدول الاستیسیته کششی در چندسازه های تقویت شده با هر دو نوع ماده لیگنوسلولوزی شد. مقاومت خمشی و کششی چندسازه های حاوی باگاس بیشتر از چند سازه های تقویت شده با کلش برنج بود و تاثیر تیمارها نیز بر روی باگاس بیشتر از کلش برنج بود. چندسازه های حاوی کلش برنج مقادیر مقاومت به ضربه، جذب آب و واکشیدگی ضخامت بیشتری را در مقایسه با چند سازه های تقویت شده با باگاس از خود نشان دادند. همچنین تیمارهای انجام شده باعث کاهش جذب آب و واکشیدیگی ضخامت در چندسازههای حاوی هر دو نوع ماده لیگنوسلولوزی شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Kord, B., Kord, B., Purabasi, S. and Kyayefar, A. 2010. The Effect of Content and Type of Reinforced Lignocellulosic Material on the Pysical and Mechanical Characteristics Wood-Plastic Composite. Journal of Sciences and Technical of Natural Resourses, 20(3):57-68. (In Persian).

[2] Gorokhovsky, A.V., Escalante-Garcia, J.I., Gashnikova, G.Yu.,Nikulina, L.P. and Artemenko, S.E., 2005. Composite materials based on wastes of flat glass processing. Waste Management. 25(7):733–736.

[3] Panthapulakkal, S. and Sain, M., 2007. Agro-residue reinforced high-density polyethylene composites: fiber characterization and analysis of composite properties. Composites Part A. 38(6):1445–1454.

[4] Wang, Y.C., Wong, P.M.H. and Kodur, V., 2007. An experimental study of the mechanical properties of fibre reinforced polymer (FRP) and steel reinforcing bars at elevated temperatures. Composite Structures. 80(1):131–140.

[5] Allahdadi, M., Hejazi, S., Jonoobi, M., Abdolkhani, A. and Jamalirad, L., 2016. Effect of Bagasse Chemical Pulping and Coupling Agent on the Physical - Mechanical Properties of Composites Based on Bagasse pulp/Low density polyethylene. Iranian Journal of wood and paper industries, 7(3):349-362. (In Persian).

[6] Mechraoui, A., Riedl, B. and Rodrigue, D., 2007. The effect of fibre and coupling agent content on the mechanical properties of hemp/polypropylene composites. Composite Interfaces, 14(7-9):837-848.

[7] Arbelaiz, A., Fernandez, B., Cantero, G., Llano-Ponte, R., Valea, A. and Mondragon, I., 2005. Mechanical properties of flax fibre/polypropylene composites. Influence of fibre/matrix modification and glass fibre hybridization. Composites Part A: applied science and manufacturing, 36(12):1637-1644.

[8] Najafi, S., Tajvidi, M. and Hamidina, E., 2007. "Effect of temperature, plastic type and virginity on the water uptake of sawdust/plastic composites." Holz Roh Werkst, 65:377–382.

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

[10] Tong, J.Y., Royan, N.R.R., Ng, Y.C., Ghani, M.H.A. and Ahmad, S., 2013. Study of the mechanical and morphology properties of recycled HDPE composite using rice husk filler. Advances in Materials Science and Engineering, 2014:1-6.

[11] Maldas, D. and kokta, B. R., 1989. Improving Adhesion of wood fiber with polystyrene by the chemical Treatment of fiber with a coupling Agent and the Influence on the Mechanical properties of composites. Journal of Adhesion Science and Technology, 3(7):529-539.

[12] Hill, C., 2006. Wood Modification: Chemical, Thermal and Other Processes, John Wiley and Sons Ltd, 260 p.

[13] Rowell, R.M., 1975. Chemical modification of wood: Advantages and disadvantages, Proceedings Am. Wood Preservers Association, 1-10.

[14] Militz, H. and Beckers, E.P.J., 1994. Process for acetylating solid wood. European Patent Application, 85850268.5.

[15] Evans, P.D., Wallis, A.F.A. and Owen, N.L., 2000. Weathering of chemically modified of scote pine acetylated to different weight gains. Wood science and technology, 34(2):151-165.

[16] Kord, B. and Taghizadeh Haratbar, D., 2014. Influence of fiber surface treatment on the physical and mechanical properties of wood flour-reinforced polypropylene bionanocomposites. Journal of Thermoplastic Composite Materials,  29(7): 979-992.

[17] Wang, L.K., Wang, L., Chen, Y. and Zhang, C.H., 2005. Preparation, morphology and thermal/mechanical properties of epoxy/Nano clay composite. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 37(11):1890-1896.

[18] Shakeri, A. and Hashemi, S.A., 2002. The physical properties and topography of the composite material made using paper fibers and high density polyethylene. Journal of Agriculture and Natural Resources, 9(1):171-182.

[19] Li, x., Tabi, L.G. and Panigrahi, S., 2007. Chemical treatment of natural fiber for Use natural fiberreinforced composites: A Review. Journal of Polymers and the Environment, 15:25-33.

[20] Lee, Y.H., Sain, M., Kuboki, T. and Park, C.B., 2009.  Extrusion foaming of nano-clay filled wood fiber composites for automotive applications. Journal of Material and Manufacturing, 1:641-647.

[21] Ghofrani, M., Pishan, S., Mohammadi, M. R. and Omidi, H., 2012. A study on rice husk/recycled high density polyethylene composites-their physical and mechanical properties. Environmental Sciences, 9(1):99-112.

[22] Najafi, A., 2015. Chemical treatment of rice husk with acetic acid as substitute for MAPE in rice husk/high density polyethylene composite. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 30(3):443-456. (In Persian).

[23] Mishra, S., Misra, M., Tripathy, S. S., Nayak, S. K. and Mohanty, A. K., 2001. Graft Copolymerization of Acrylonitrile on Chemically Modified Sisal Fibers. Macromolecular Materials and Engineering, 286(2):107-113.

[24] Kokot, S. and S. Stewart, 1995. An Exploratory Study of Mercerized Cotton Fabrics by DRIFT Spectroscopy and Chemometrics. Textile Research Journal, 65(11), PP: 643-651.

[25] Garcia-Jaldon, C., Dupeyre, D. and Vignon, M. R., 1998. Fibres from semi-retted hemp bundles by steam explosion treatment. Biomass Bioenergy, 14:251-260.

[26] Chow, C.P.L., Xing, X.S. and Li, R.K.Y., 2007. Moisture absorption studies of sisal fiber reinforced polypropylene composites. Composites Science and Technology, 67:306-313.

[27] Espert,A., Vilaplana, F. and karlsson S., 2004. Comparison of water absorption in natural cellulosic fiber from wood and one-year crops in polypropylene composites and its influence on their mechanical properties.Composites: part A, 35:1267-1276.