مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

بررسی تأثیر تیمار شیمیایی ماده لیگنوسلولزی بر خواص فیزیکی و مکانیکی چند‌سازه‌ی هیبریدی آرد پوسته برنج/پلی‌پروپیلن/نانورس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
دانشگاه آزاد اسلامی واحد چالوس
چکیده
در این تحقیق، تأثیر تیمار شیمیایی آرد پوسته برنج با اسید استیک گلاسیال و بنزیل‌کلراید بر خواص فیزیکی و مکانیکی چندسازه‌ی پلی‌پروپیلن/آرد پوسته برنج/نانوکلی مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور آرد پوسته برنج با اندازه مش 40+/60- انتخاب شد. ابتدا آرد خشک شده در محلول هیدروکسید سدیم غوطه‌ور و بعد با اسید استیک گلاسیال و بنزیل کلراید تحت تیمار شیمیایی قرار گرفت. پس از اختلاط نانورس در 4 سطح (0، 1، 3 و 5Phc )، پلی‌پروپیلن مذاب (60 درصد) و سازگارکننده MAPP به مقدار Phc 4، آرد پوسته برنج تیمار شده و نشده (40 درصد) اضافه و چند‌سازه‌هایی ساخته شد. سپس خواص فیزیکی و مکانیکی چندسازه تولید شده مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. برای اطمینان از انجام تیمار شیمیایی از طیف سنجی مادون قرمز استفاده شد. نتایج طیف‌سنجی نشان داد که ناحیه جذبی‌1-cm 3425 – 3420 که محل جذب گروه‌های هیدروکسیل است تغییر پیدا کرده است. در ناحیه جذبی‌ 1-cm 1620-1400 (مربوط به گروه کربونیل) تغییرات در پیک آرد پوسته برنج ناشی از خروج همی‌سلولز از آرد پوسته برنج تیمار شده است. خواص مکانیکی نمونه‌های تیمار شده نسبت به نمونه‌های بدون تیمار افزایش و خواص فیزیکی آن بهبود یافت. با افزایش مقدار نانورس، روند تغییرات مقاومت‌های کششی و خمشی نزولی و مقدار جذب آب و واکشیدگی ضخامت بهبود یافت.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Wambua, P., Ivens, J., and Verpoest, I., 2003. Natural fibers: can they replace glass in fiber reinforced plastic      Composites Science and Technology, 63(1): 1259–1264.
[2] Jian, H., and Kamdem, D.P., 2004. Development of poly (vinyl chloride)/wood composites. a literature review. J. Vinyl. Additive. Technol, 10: 59-69.
[3] Rahimi, H., 2000. The introduction of composites, Proceedings of the Second and short-term training course       reinforced plastics. Amirkabir University of Technology.
[4] Bigg, D. M., Hiscock, D. F. Peterson, J. R. and Bradbury, E. J. 1988, High Performance Thermoplastic Matrix Composites, Journal of Thermoplastic Composite Materials, 1(2): 146-160.
[5] Lu, J. Z., Wu, Q. and Macnob, H. S. 2000. Chemical coupling in wood fiber polymer composites: a review of coupling agents and treatments. Wood and Fiber Science, 32(1):88-104.
[6] Jahn, A., Schroder, M. W., Futing, M., Schenzel, K., and Diepenbrock, W., 2002. Characterization of alkali treated flax fibres by means of FT Raman spectroscopy and environmental scanning electron microscopy. Spectrochim Acta, part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 58(10): 2271-9.
[7] Ghasemi, I. and Farsi, M., 2010. Interfacial Behavior of Wood Plastic Composites: Effect of Chemical Treatment on Wood Fibres. Iraninan Polymer journal. 19(10): 811-818.
[8] Agrawal, R., Saxena, N., Sharma, K., Thomas, S. and Sreekala, M., 2001. Activation Energy and Crystallization kinetics of untreated and treated Oil Palm Fiber Reinforced Phenol Formaldehyde Composite. Materials Science and Engineering A. 277(2): 77-82.
[9] 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.
[10] Farsi, M., 2010, Wood–plastic composites: influence of wood flour chemical modification on the mechanical performance, Journal of Reinforced Plastics and Composites, 29(24): 3587–3592.
[11] Farsi, M., Khademi Eslami, H., Talaiepoor, M., and Ghasemi, M. 2008. Effect of chemical treatment on mechanical properties of polypropylene and waste lignocellolosic composites. Journal of science and techniques in natural resources, 3(4): 53-63. (In Persian language).
[12] Wang, L., Wang, K., Chen, L., Zhang, Y and He, C., 2006. Preparation morphology and thermal/mechanical properties of epoxy/nanoclay composite, 37(11): 1890-1896.
[13] Hill, A. S. C., Abdul Khalil, H. P. S., and Hale, M. D., 1998. A study of the potential of acytilation on improve the properties of plant fibres. Industrial Crops and Products. 8(1): 53.
[14] Mishra, S., Tripathy, S. K., and Mohanty, A. K. 2001. Graft copolymerization of acrylonitile on chemically modified sisal fibers. Macromolecular Material and Engineering, 286(2): 107-113.
[15] Rowell, R.M. 2006. Chemical Modification of Wood: A Short Review. Wood Material Science and Engineering, 1(1): 29-33.
[16] 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.
[17] Shakeri, A., and Omidvar, A. 2007. Effect of straw type, content and particle size on the mechanical properties of PE/ straw composites. Journal of Polymer Sciences and Technology, 19(4): 301-308. (In Persian).
[18] Van de Weyenberg, I., Chi Truong, T., Vangrimde, B., and Verpoest, I. 2006. Improving the properties of UD flax fibre reinforced composites by applying an alkaline fibre treatment. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 37(9): 1368-1376.
[19] 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.
[20] Kalia, S., Kaith, B. S., and Kaur, I. 2009. Pretreatment of natural fiber and their application as reinforcing material in polymer composites. A review polymer Engineering and science, 49(7): 1253-1272.
[21] Mishra, S., Misra, M., Tripathy, S., Nayak, S., and Mohantry, A. 2001. Potentiality of pineapple leaf fiber as reinforcement in PALF-Polyester composite: Surface modification and mechanical performance. Journal of reinforced plastic and composite, 20(4): 321-334.
[22] Shunmugasamy, V.C., Gupta, N., and Xiang, C., 2015. Clay/Polymer Nanocomposites: Processing, Properties, and Applications. Hybrid and Hierarchical Composite Materials, 161-200.
[23] Samal, S.K., Nayak, S. and Mohanty, S. 2008. Polypropylene Nanocomposites: Effect of organo-modified layered silicates on mechanical, thermal and morphological performance. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 8(2): 243-263.
[24] Han, G., Lei, Y., Wu, Q., Kojima, Y. and Suzuki, S. 2008. Bamboo–fiber filled high density polyethylene composites; effect of coupling treatmentand nanoclay. Journal of Polymer Environment, 21: 1567-1582.
[25] Wu, Q., Lei, Y., Clemons, C.M., Yao, F., Xu, Y., and Lian, K. 2007. Properties of HDPE/Clay/Wood Nanocomposites, Journal of Plastic Technology 27(2): 108-115.