بررسی تاثیر ذرات نانوگرافن بر خواص فیزیکی و مکانیکی چندسازه حاصل از پلی اتیلن سنگین – آرد ساقه کلزا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد فرآورده‌های چند سازه چوبی، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس، ایران

2 استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس، ایران

3 استادیار علوم و صنایع چوب و کاغذ، گروه پژوهشی سلولزی و بسته بندی، پژوهشکده شیمی و پتروشیمی، پژوهشگاه استاندارد، کرج، ایران

چکیده

در این پژوهش، اثر مقدار ذرات نانوگرافن بر ویژگی‌های مکانیکی و فیزیکی چندسازه حاصل از پلی‌اتیلن سنگین و آرد ساقه کلزا مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، آرد ساقه کلزا و پلی اتیلن سنگین با نسبت وزنی 50 درصد، به همراه ماده سازگارکننده (phc3) و نانوگرافن (در چهار سطح 0، 5/0، 1، 5/1 و phc2) توسط دستگاه مخلوط کن داخلی با یکدیگر ترکیب شده و نمونه های آزمونی توسط دستگاه قالبگیری تزریقی ساخته شد. سپس آزمون‌های فیزیکی و مکانیکی شامل جذب آب، واکشیدگی ضخامت، استحکام کششی و خمشی، و مقاومت به ضربه فاقدار بر روی نمونه‌ها انجام گرفت. همچنین به منظور مطالعه نحوه پراکنش نانوذرات گرافن در چندسازه از دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FE-SEM) استفاده شد. نتایج نشان داد با افزایش مقدار نانوگرافن مدول کششی، مدول خمشی، مقاومت کششی و مقاومت خمشی چندسازه افزایش می یابد، درحالی‌که مقاومت به ضربه، جذب آب و واکشیدگی ضخامت نمونه ها کاهش می یابد. میکروگراف های تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FE-SEM) نشان داد که استفاده از 1درصد نانوگرافن سبب بهبود چسبندگی بین پرکننده و پلیمر شده است، و در درصدهای بالاتر، ذرات نانوگرافن تمایل به تجمع و تشکیل کلوخه را نشان دادند.

کلیدواژه‌ها


[1] Rangavar, H., Nourbakhsh, A. and Haji Hatamlo, S., 2016. The effect of nano-wollastonite on physical and mechanical properties of wood plastic composites made with sunflower stem waste and alder wood. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 31(4):684-694. (In Persian). 
[2] Sepidehdam, M .J., 2011. Characteristics of plastic wood composites in packaging. Journal of Packaging Science and Techniques. 2(5dam,): 62-73. (In Persian). 
 [3] Marouf, B.T. and Bagheri, R., 2007. Studies on the Mechanical Behavior of Epoxy-clay Nanocomposite. Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 20(1):59-64. (In Persian).
 [4] Ramezani, H., Sharif, M. and Khorram Shokooh, A., 2014. Graphene-Based Polymer Nanocomposites. Polymerization, 4(3):86-107. (In Persian).
[5] Kotov, N.A., 2006. Materials Science: Carbon Sheet Solutions. Nature, 442:254–255.
[6] Sabet, M. and Soleimani, H., 2018. Broad studies of graphene and low-density polyethylene composite. Journal of Elastomers & Plastics, 51(6): 527- 561.
[7] Beigloo, J., Khademi Eslam, H., Hemmasi, A.H., Bazyar, B. and Ghasemi, I., 2017. Effect of Nanographene on Physical, Mechanical, and Thermal Properties and Morphology of Nanocomposite Made of Recycled High Density Polyethylene and Wood Flour. Bioresources, 12(1):1382-1394.
[8] Kord, B., Jamshidi, M. and Hosseinihashemi, Kh., 2016. Efect of Multi-Walled Carbon Nanotubes on Viscoelastic Properties of PP/Reed Flour Composites. Journal of Polymers and the Environment, 25(4):1313–1320.
[9] Chaharmahali, M., Hamzeh, Y., Ebrahimi, G., Ashori, A. and Ghasemi, I., 2014. Effects of nano-graphene on the physico-mechanical properties of bagasse/polypropylene composites. Polymer. Bull, 71:337–349.
[10] Rajabi, M., Zareie, D.and Rashed, Gh.,2012 A review of the structure and properties of graphene polymer nanocomposites. Journal of Studies in the Color World. 2:17-28. (In Persian).
[11] Joong Yoon, H., Han Jun, D. Ho Yang, J., Zhou, Z., Sik Yang, S. and Cheng Cheng, M. , 2011. Carbon dioxide gas sensorusing a graphene sheet. Sens. Actuators, 157:310-313.
[12] Sheshmani, S., Ashori, A. and Arab Fashapoyeha, M., 2013. Wood plastic composite using graphene nanoplatelets. International Journal of Biological Macromolecules, 58:1-6.
[13] Mittal, V., 2012. Polymer-Graphene Nanocomposites, RSCPublishing, Cambridge, 266 p.
[14] Zahedi1, 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).