تأثیر حضور پوست بر ویژگی های مکانیکی کامپوزیت آرد چوب استبرق-پلاستیک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، گنبد، ایران

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

چکیده

از آنجایی که سطح وسیعی از مناطق جنوبی کشور ایران توسط گیاه خودرو استبرق پوشیده شده است و با توجه به آنکه شیرابه و ریشه این گیاه در مصارف دارویی کاربرد دارد وقسمت های چوبی شده آن دورریز می شود در نتیجه مقدار زیادی از این نوع ضایعات حاصل می گردد. از این رو در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از این نوع ضایعات لیگنوسلولزی، کامپوزیت پلی-پروپیلن تقویت شده با آرد چوب استبرق ساخته و ویژگی‌های مکانیکی آن مورد مطالعه قرار گیرد. همچنین تأثیر حضور پوست بر ویژگی های مکانیکی کامپوزیت حاصل مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور از آرد چوب استبرق در سه سطح 30 ، 40 و 50 درصد از کل ترکیب و مالئیک انیدرید پیوند خورده با پلی‌پروپیلن در دو سطح 4 و 6 درصد پلیمر استفاده شد. همچنین بعضی از چوب ها پوست کنی نشدند و یک سطح استفاده از 40 درصد با استفاده از آرد چوب استبرق پوست کنی نشده نیز ساخته شد. سپس مقاومت و مدول خمشی، مقاومت و مدول کششی و مقاومت به ضربه مطابق با استاندارد ASTM اندازه‌گیری شد. نتایج حاصل از تحقیق نشان داد که با افزایش مصرف آرد استبرق، به دلیل کاهش سهم ماده زمینه در ترکیب حاصل، مقاومت کشـشی کامپوزیت کاهش اما مقاومت خمشی افزایش یافته است. همچنین در هر یک از سطوح مختلف آرد استبرق (30، 40 و 50 درصد) با افزایش مقدار ماده جفت کننده (از 4 به 6 درصد) مدول خمشی و مدول کششی نیز افزایش یافته است. از سوی دیگر با افزایش مقدار سهم آرد لیگنوسلولزی در هر یک از سطوح استفاده از جفت کننده، مقاومت به ضربه نیز کاهش یافت. همچنین حضور پوست تأثیر منفی چندانی بر مقاومت های مکانیکی کامپوزیت حاصل نداشت و می توان استفاده از این نوع چوب را بدون نیاز به پوست کنی پیشنهاد داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Chandrawat, P. and Sharma, R.A., 2016. The Genus Calotropis: An Overview on Bioactive Principles and theirBioefficacy. Research Journal of Recent Sciences, 5(1): 61-70.

 [2] Ayrilmis, N., Buyuksari, U. and Dundar, T., 2010. Waste pine cones as asource of reinforcing fillers for thermoplastic composites. Journal of Applied Polymer Science, 117(4): 2324–2330.

[3] Hosseini, S.B., H., Hedjazi, H., Jamalirad, L. and Sukhtesaraie, A., 2014. Effect of nano-SiO2 on physical and mechanical properties of fiber reinforced composites (FRCs). Journal of Indian Academy of Wood Science, 11(2): 116-121.

[4] Rodriguz, E., Petrucci, R., Puglia, D., Jose, M.K. and Vazauez, A., 2005. Characterization of composites based on natural and glass fibers obtained by vacuum infusion. Journal of Composite Material, 39(3): 265–282.

[5] Han, S.O., Lee, S.M., Park, W.H. and Cho, D., 2006. Mechanical and thermal properties of waste silk fiber reinforced poly (butylenes succinate) bio composites. Journal of Applied Polymer Science, 100(6): 4972–4980.

[6] Mohanty, S., Sushil, V.K., Sanjay, N.K. and Sudhansu, T.S., 2004. Influence of fiber treatment on the performance of sisal polypropylene composites. Journal of Applied Polymer Science, 94(3): 1336–1345.

[7] Shubhra, QTH., Alam, A. and Quaiyyum, MA., 2011. Mechanical properties of polypropylene composites. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 26(3): 362-391.

 [8] Sui, G., Fuqua, M.A., Ulven, C.A. and Zhong, W.H., 2009. A plant fiber reinforced polymer composite prepared by a twin-screwextruder. BioresourTechnol, 100(3): 1246–1251.

 [9] De Rosa, I.M., Kenny, J.M., Puglia, D., Santulli, C. and Sarasini, F., 2010. Morphological, thermal and mechanical characterization of okra (Abelmoschusesculentus) fibres as potential reinforcement inpolymer composites. Compos Science Technology, 70(1): 116–122.

[10] Buzarovska, A., Bogoeva-Gaceva, G., Grozdanov, A., Avella, M., Gentile, G. and Errico M., 2008. Potential use of rice straw as filler in eco-composite materials. Australian Journal of Crop Science, 1(2): 37-42.

 [11] Rosa, S.M.L., Santosb, E.F., Ferreiraa, C.A. and Nachtigallb, S.M.B., 2009. Studies on the properties of rice-husk-filled-PP composites–effect of maleated PP. Materials Research, 12(3): 333-338.

 [12] Gholizadeh, M., Jamalirad, L., Aminian, H. and Hedjazi, S., 2015. Investigation on Mechanical Properties of polypropylene composite reinforced with tobacco stalk. Journal of Forest and Wood Products, 68(2): 261-272.

[13] Biazyat, A., Jamalirad, L., Aminian, H.and Hedjazi, S., 2016. The effect of using palm wood flour in the manufacture of polypropylene-based wood-plastic composite. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 31(1): 30-39. (In Persian).

[14] Ochi, S.H., 2008. Mechanical properties of kenaf fibers and kenaf/PLA composites. Mechanics of Materials, 40: 446-452.

 [15] Van de Velde, K. and Kiekens, P., 2003. Effect of material and process parameters on the mechanical properties of unidirectional and multidirectional flax/polypropylene composites. Composite Structures, 62(3-4): 443–448.

[16] Bos, H.L., Müssig, J. and van den Oever, M.J.A., 2006. Mechanical properties of short-flax-fibre reinforced compounds. Compos Part A, 37: 1591–1604.

[17] Alam, A., Shubhra, Q.T.H., Sanjoy, B. and Rahman, M.M., 2011. Preparation and characterization of natural silk fiber reinforced polypropylene and synthetic E-glass fiber reinforced polypropylene composites: A comparative study. Journal of Compos Mater, 45(22): 2301–2308.

 [18] Nasser, R. A., Al-Mefarrej, H. A., Khan, P. R. and Alhafta, K. H., 2012. Technological properties of CalotropisProcera (AIT) wood and its relation to utilization. American-Eurosian Journal of Agricultural & Environmental Sciences, 12(1): 5-16.

 [19] Kargarfard, A., 2013. The Infuence of coupling agent and the content of fibers on tensile strength and physical properties of cotton fiber stem/recycled polypropylene composites. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 3(2):131-140. (In Persian).

[20] KhademiEslam, H., Yousefnia, Z., Ghasemi, E.and Talaeipoor, T., 2013. Investigating the mechanical properties of wood flour/polypropylene/nanoclay composite. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 28(1): 153-168. (In Persian).

[21] Rowell, M.R., Lange, S.E. and Jacobson, R.E., 2000. Weathering performance of plant-fiber thermoplastic composites. Molecular Crystals and Liquid Crystals, 353: 85-94.

[22] Kim, S., Moonb, J., Kim, C.H. and Sikha, G., 2008. Mechanical properties of polypropylene /naturalfiber composites: Comparison of wood fiber and cotton fiber. Polymer Testing, 27: 801–806.

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

[24] Nourbakhsh, A., Baghlani, F. and Ashori, A., 2011. Nano-SiO2 filled rice husk/polypropylene composites: Physico-mechanical properties. Industrial Crops and Products, 33(1): 183-187.