ایران ترجمه – مرجع مقالات ترجمه شده دانشگاهی ایران

خواص گرمایی چند سازه های دارای زمینه پلی استری و تقویت شده با الیاف لیگنوسلولزی ترکیبی

خواص گرمایی چند سازه های دارای زمینه پلی استری و تقویت شده با الیاف لیگنوسلولزی ترکیبی

خواص گرمایی چند سازه های دارای زمینه پلی استری و تقویت شده با الیاف لیگنوسلولزی ترکیبی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

 

مقالات ترجمه شده آماده گروه فنی مهندسی – بین رشته ای
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه ۲۰ الی ۱۰۰% رایگان مقالات ترجمه شده

۱- قابلیت مطالعه رایگان ۲۰ الی ۱۰۰ درصدی مقالات ۲- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر ۳ فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی -- تذکر: برای استفاده گسترده تر کاربران گرامی از مقالات آماده ترجمه شده، قیمت خرید این مقالات بسیار کمتر از قیمت سفارش ترجمه می باشد.  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر -- مقالات آماده سفارش داده شده عرفا در زمان اندک یا حداکثر ظرف مدت چند ساعت به ایمیل شما ارسال خواهند شد. در صورت نیاز فوری از طریق اس ام اس اطلاع دهید.

قیمت

قیمت این مقاله: ۵۰۰۰ تومان (ایران ترجمه - irantarjomeh)

توضیح

بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.

مقالات ترجمه شده فنی مهندسی - بین رشته ای - ایران ترجمه - irantarjomeh
شماره      
۳۹
کد مقاله
TEC39
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
خواص گرمایی چند سازه های دارای زمینه پلی استری و تقویت شده با الیاف لیگنوسلولزی ترکیبی
نام انگلیسی
Thermal properties of hybrid lignocellulosic fabric-reinforced polyester matrix composites
تعداد صفحه به فارسی
۱۵
تعداد صفحه به انگلیسی
۵
کلمات کلیدی به فارسی
الیاف لیگنوسلولزی، خواص گرمایی، چند سازه ها (کامپوزیتها)
کلمات کلیدی به انگلیسی
Lignocellulosic fibers; Thermal properties; Composites
مرجع به فارسی
دپارتمان شیمی ‌و مواد دانشگاه کمپینا، برزیل؛ الزویر
مرجع به انگلیسی
Chemical Department, Universidade Federal de Campina Grande, Brazil; Materials Science and Metallurgy Department,  Rio de Janeiro, RJ, Brazil; Elsevier
سال
۲۰۰۵
کشور
برزیل
 خواص گرمایی چند سازه های دارای زمینه پلی استری و تقویت شده با الیاف لیگنوسلولزی ترکیبی
 دپارتمان شیمی ‌و مواد دانشگاه کمپینا، برزیل
الزویر
۲۰۰۵
 
خلاصه
نفوذ گرمایی، رسانایی گرمایی و گرمای ویژه چند سازه ها یا کامپوزیتهای پلی استری اشباع نشده و تقویت شده با الیاف ترکیبی کنف / پنبه، سیسال / پنبه و رامی‌/ پنبه مورد بررسی قرار گرفته است. این خواص هم به صورت موازی با سطح الیاف و هم به صورت عمود بر آن اندازه گیری شده اند. نتایج به دست آمده نشان می‌دهند که مقادیر بالاتر مربوط به حالت موازی با سطح الیاف می‌باشند. چند سازه های سیسال / پنبه  یک رفتار عمودی با خواص گرمایی بسیار نزدیک به زمینه رزینی نشان می‌دهند. خواص گرمایی  این الیاف ، یعنی بدون هر رزین، نیز ارزیابی شده و برای پیش بینی خواص چند سازه های حاصل از مجموعه های تئوری و معادلات مدل موازی بکار برده شده اند. مقادیر تجربی و تئوری با هم مقایسه شده و مورد بحث قرار گرفته اند. اثر خشک کردن اولیه الیاف بر روی خواص گرمایی چند سازه ها نیز ارزیابی شده است. نتایج نشان می‌دهند که روش خشک کردن بکار گرفته شده هیچ تغییری را در مورد خواص ارزیابی شده، ایجاد نمی‌کند.  
واژه های کلیدی: الیاف لیگنوسلولزی، خواص گرمایی، چند سازه ها (کامپوزیتها)    
 
  1. مقدمه
الیاف سنتزی نظیر نایلون، آرامید، شیشه و کربن به گستردگی به عنوان تقویت کننده در مواد چند سازه دارای زمینه پلیمری مورد استفاده قرار گرفته اند اما این الیاف زیست تجزیه پذیر نیستند و غالبا گران قیمت بوده و هزینه بخش تولید را افزایش می‌دهند. بنابراین، تلاشهایی برای جایگزینی کامل یا جانشینی جزیی الیاف سنتزی با الیاف لیگنوسلولزی صورت گرفته است ]۳-۱[  . الیاف لیگنوسلولزی دارای مزایای زیست تجزیه پذیری، هزینه پایین و چگالی پایین می‌باشند. علاوه براین، آنها مجموعه مناسبی از خواص مکانیکی را از خود نشان می‌دهند، از منابع تجدیدپذیر حاصل می‌شوند و نسبت به الیاف سنتزی عمومی‌سایندگی بسیار کمتری دارند. تمام این جنبه ها، استفاده از آنها را برای ساخت چند سازه های دارای زمینه پلیمری بسیار جذاب می‌سازد.
بهر حال، این نکته کاملا معلوم شده که الیاف لیگنوسلولزی نمی‌توانند در تمام محدوده وسیع کاربرد جایگزین الیاف سنتزی شوند. ویژگی نمگیری، تغییر پذیری خواص مکانیکی، تخریب ناشی از عمل قارچها و هوازدگی و استحکام بین سطحی معمولا پایین الیاف / زمینه  بعضی از عواملی هستند که از کاربرد گسترده الیاف لیگنوسلولزی به عنوان تقویت کننده در چند سازه های دارای زمینه رزینی جلوگیری می‌کند. با این وجود، انتخاب دقیق جفت الیاف و زمینه، روش ساخت و روشهای تولید، کاربرد نهایی مورد انتظار و فرآوری سطحی الیاف، کاربرد چند سازه های تقویت شده با الیاف لیگنوسلولزی را افزایش می‌دهد]۸-۴[ .
روش ساخت از اهمیت ویژه ای برخوردار می‌باشد زیرا قویا تحت تاثیر نسبت منظر(نسبت طول به قطر یا عرض به ارتفاع) الیاف مورد استفاده، قرار می‌گیرد. چند سازه های تقویت شده با الیاف کوتاه خیلی آسانتر فرآوری می‌شوند و روشهای تولید عمومی‌بکاربرده شده برای پلیمرهای ترموپلاستیک] پلاستیکی که با حرارت دادن نرم شده و با سرد شدن به سختی اولیه بر می‌گردد- مترجم[ می‌توانند به طور مناسبی برای ساخت این چند سازه ها مورد استفاده قرار بگیرند اما چند سازه های تقویت شده با الیاف کوتاه معمولا بهترین عملکرد مکانیکی را فراهم نمی‌کنند و استفاده از الیاف بلند باید مورد توجه قرار بگیرد. الیاف روش مناسبی برای استفاده از الیاف پیوسته هستند و مواد مفیدی برای روش تجمع دستی یا قالبگیری(ریخته گری) فشاری می‌باشند.
در این تحقیق، خواص گرمایی چند سازه های تقویت شده با الیاف ترکیبی لیگنوسلولزی دارای بافت ساده ارزیابی می‌شوند. برای بسیاری از کاربردها و نیز برای تولید مناسب چند سازه ها، درک کاملی از خواص گرمایی این مواد ضروری است. به عنوان مثال، هنگامی‌که ترموست ها ]پلاستیکی که با حرارت دادن سخت می‌شود و با سرد شدن سختی خود را حفظ می‌کند- مترجم[ مورد استفاده قرار می‌گیرند، فرآوری می‌تواند بسیار گرمازا باشد. مقادیر پایینی از رسانایی گرمایی زمینه و الیاف تقویت کننده، هر دو، می‌توانند به افزایش دمای نامطلوبی منجر شوند که سرانجام فساد بخش تولید شده را باعث می‌شوند.
 
  1. مواد و روشها
۲-۱٫ مواد
این چند سازه ها با استفاده از یک پلی استر اورتوفتالیک اشباع نشده به عنوان زمینه با ۱% (وزنی/ وزنی) کاتالیزور متیل اتیل کتون ساخته شده اند. الیاف ترکیبی دارای بافت ساده سیسال / پنبه، رامی‌/ پنبه و کنف / پنبه از الیاف پنبه ای که همیشه در جهت تار بوده و از سایر الیاف لیگنوسلولزی که در حهت پود هستند، ساخته می‌شوند. جزء حجمی‌الیاف رامی، سیسال و کنف در الیاف به ترتیب ۷۷/۰، ۶۹/۰ و ۶۴/۰ می‌باشند. توصیف مفصلتر این الیاف در جای دیگر گزارش می‌شود]۹[.
۲-۲٫ روشهای آزمایش
چند سازه های ترکیبی به وسیله قالبگیری(ریخته گری) فشاری ساخته می‌شوند. الیاف به صورت دستی در داخل حفره قالب قرار داده می‌شوند و سپس زمینه رزینی که از قبل فرمول بندی شده بر روی آن ریخته می‌شود. قالب بسته می‌شود و به مدت حداقل ۱۲ ساعت در دمای اتاق تحت فشار MPa3 قرار می‌گیرد. دو نوع چند سازه مختلف حاصل می‌شود: (الف) چند سازه های تقویت شده با الیاف به صورتی که دریافت شده و (ب) چند سازه های تقویت شده با الیافی که از قبل خشک شده اند. خشک کردن الیاف درست قبل از اشباع شدگی آنها با زمینه رزینی در کوره(آون) دارای هوای سیار به مدت ۲۰ دقیقه دردمای ۰C80 انجام می‌شوند.
نمونه های مکعبی با اضلاع بلند mm50 در یک فشار هیدرولیکی به مدت ۴ ساعت در دمای اتاق قالبگیری می‌شوند. نیروی فشاری مورد استفاده ۱۰ تن می‌باشد. خواص گرمایی این نمونه ها به صورت طولی و عرضی با الیاف با استفاده از یک دستگاه ترمولینک (ThermolinkR) اندازه گیری می‌شوند. برای انجام این آنالیز، همانگونه که در شکل ۱ نشان داده شده، سوراخهای کوچک ۶ میلی متری مجزایی حفر می‌شوند که حسگرهای دستگاه به صورت موازی و عمود داخل سطح الیاف شوند. دستگاه مورد استفاده، به طور خلاصه، یک حسگر دوگانه خطی است که از یک نانوولت سنج کنترل شده با یک ریزپردازنده و یک جفت سوزن فولادی ضد زنگ تشکیل شده است. یکی از سوزنها برای حرارت دادن نمونه بکار برده می‌شود و دیگری با ترموکوپل کرامل/ کنستانتان(نوع E) جفت می‌شود. سوزنها وارد سوراخها می‌شوند و پس از تعادل حرارتی، یک پالس گرمایی به مدت ۸ ثانیه توسط یکی از سوزنها نشر می‌شود. تغییر دما به مدت ۶۰ ثانیه در سوزن دیگر مشاهده می‌شود.
شکل ۱٫ نمونه آزمایشی بکار رفته برای اندازه گیری خواص گرمایی
تغییر دمای ناشی از پالس گرمایی حاصل از یک منبع حرارتی خطی در فاصله r به وسیله مرجع]۱۰[ داده می‌شود.          
که r فاصله بین منبع حرارتی خطی و ترموکوپل، q گرمای پخش شده، K رسانایی گرمایی، d نفوذ گرمایی و t زمان می‌باشد.
گرمای پخش شده، q ، به وسیله تقسیم توان کل مصرف شده در طی مرحله گرمادهی- که توسط حاصلضرب ولتاژ بکار رفته در سوزن گرماده در جریان عبوری از میان آن داده می‌شود- به طول سوزن و با ضرب نتیجه در مدت زمان پالس گرمایی به دست می‌آید. بنابراین، معادله (۱) می‌تواند به صورت روش معکوس برای تعیین K و d از اندازه گیریهای یک مجموعه ΔT در برابر t در یک نمونه بکار برده شود.
گرمای ویژه حجمی‌به صورت غیر مستقیم از معادله(۲)، یعنی
به دست می‌آید.
ارزیابی خواص گرمایی الیاف ترکیبی با استفاده از همین روش انجام می‌شود. لایه های الیاف به طور محکم در میان نوار چسبنده قرار داده می‌شوند و حسگرهای دستگاه به طور مناسب و به صورت موازی و عمود با الیاف با  استفاده از همان روش توصیف شده برای چند سازه ها، شکل ۱، داخل الیاف می‌شوند.
اطلاعات جمع آوری شده برای رسانایی گرمایی با استفاده از این مجموعه ها و مدلهای موازی حاصل از ریزمکانیک چند سازه ها آنالیز می‌شوند، یعنی]۱۱[
 و
که V جزء حجمی‌است. شاخصهای f و m مفاهیم متداول خود را داشته و به ترتیب مربوط به الیاف و زمینه می‌باشند.
جدول ۱٫ خواص گرمایی الیاف لیگنوسلولزی دریافت شده به صورت اولیه
 
  1. نتایج تجربی و بحث
نتایج به دست آمده برای خواص گرمایی الیاف در جدول ۱ نشان داده شده اند. نتایج حاصله برای زمینه نیز جهت مقایسه نشان داده شده اند. این نکته معلوم شده که گر چه رفتار گرمایی به ماهیت الیاف استفاده شده وابسته است، چند نتیجه کلی نیز می‌تواند حاصل شود.
به عنوان مثال، در رابطه با گرمای ویژه، مقادیر اندازه گیری شده موازی با الیاف از مقادیر به دست آمده برای رزین تمیز(مرتب) به طور ثابت بزرگتر است و مقادیر اندازه گیری شده عمود بر الیاف از مقادیر به دست آمده برای رزین تمیز(مرتب) به طور ثابت کوچکتر است. گرچه مقادیر گرمای ویژه  برای فلاکس(جریان) گرمایی موازی با الیاف، صرفنظر از الیاف استفاده شده، تقریبا ثابت به دست می‌آیند، برای الیاف سیسال، هنگامی‌که فلاکس گرمایی عمود بر الیاف است، مقادیر بزرگتری حاصل می‌شوند. در واقع، همانگونه که در جدول ۱ نشان داده شده، رفتار کلی الیاف سیسال از دو لیف(رشته) دیگر هم از نظر نفوذ گرمایی و هم از نظر رسانایی گرمایی متفاوت است. مقادیر به دست آمده از الیاف سیسال به مقادیر حاصل از زمینه رزینی نزدیک است و خواص ارزیابی شده صرفنظر از جهت فلاکس گرمایی یکسان هستند. این مطلب به معنی همسانگردی(ایزوتروپی) گرمایی و انحراف(اعوجاج) گرمایی کمتر چند سازه های ساخته شده از الیاف سیسال در مقایسه با چند سازه های تقویت شده با الیاف کنف و رامی‌می‌باشد زیرا ناسازگاری خواص گرمایی بین الیاف و زمینه کم است. در چند سازه های رامی‌و کنفی، مقادیر نفوذ گرمایی و رسانایی گرمایی نسبت به زمینه رزینی بالاتر است و با تغییر جهت فلاکس گرمایی تغییر می‌کند. رسانایی گرمایی در هر دو چند سازه در جهت موازی با الیاف بالاتر است. عکس این مطلب در مورد نفوذ گرمایی صادق است.
جداول ۲ و ۳ نتایج تجربی حاصل از چند سازه های تقویت شده با الیاف به ترتیب دریافت شده به صورت اولیه و از قبل خشک شده را نشان می‌دهند. نتایج به دست آمده برای رزین تقویت نشده جهت سهولت مقایسه مجددا نشان داده شده اند.
جدول ۲٫ خواص گرمایی چند سازه های لیگنوسلولزی
جدول ۳٫ خواص گرمایی چند سازه های لیگنوسلولزی
نتایج جدول ۲ ، برای چند سازه های ساخته شده از الیاف دریافت شده به صورت اولیه، نشان می‌دهند که هم رسانایی گرمایی و هم نفوذ گرمایی با اتصال الیاف لیگنوسلولزی افزایش  می‌یابند اما مقادیر هر دو خاصیت در صورت مقایسه با مقادیر مربوط به الیاف تنها، کاهش می‌یابند (جدول۱). این رفتار مورد انتظار است زیرا مقادیر هر دو خاصیت در زمینه کمتر از الیاف می‌باشد و جزء حجمی‌آن به ۷۰% می‌رسد.
این نکته نیز مشاهده می‌شود که خواص اندازه گیری شده موازی با الیاف از خواص اندازه گیری شده عمود بر آنها بزرگتر است. چنین تصور می‌شود که این نتیجه به ترتیب رفتار غالب الیاف و رفتار غالب زمینه را منعکس می‌کند. چند سازه ترکیبی سیسال/ پنبه نیز رفتار خاصی از خود نشان می‌دهد. رسانایی گرمایی آن صرفنظر از جهت فلاکس گرمایی به طور قابل توجهی ثابت است و نفوذ گرمایی آن از میان چند سازه های آزمایش شده پایین تر است. ذکر این نکته شایان توجه است که مقادیر رسانایی گرمایی اندازه گیری شده برای چند سازه سیسال/ پنبه از مقادیر مربوط به زمینه و الیاف، هر دو، بزرگتر است و اثر تشدید کننده ای نشان می‌دهد.
گرمای ویژه از لحاظ اندازه گیریهای موازی با الیاف و عمود بر آنها  از همان روش پیروی می‌کند اما چند سازه رامی/ پنبه مقادیر کوچکتری از رزین تقویت نشده نشان می‌دهد.
همانگونه که در جدول ۳ نشان داده شده، خشک کردن اولیه الیاف تغییرات زیادی در خواص گرمایی ایجاد نمی‌کند اما با خشک کردن اولیه الیاف هم رسانایی گرمایی و هم نفوذ گرمایی تمایل به کاهش پیدا می‌کنند.این رفتار مورد انتظار است و به کاهش میزان آب در الیاف نسبت داده می‌شود.
انحرافات مشاهده شده ازاین قاعده کلی می‌تواند به خاطر روش آزمایش مورد استفاده باشد. الیاف از قبل خشک شده تقریبا بلافاصله پس از خروج از آون به داخل رزین فرو می‌روند اما بسته به الیاف لیگنوسلولزی مورد استفاده، چند جذب غیر یکنواخت آب روی می‌دهد.
با این وجود، مهمترین جنبه مربوط به نتایج جداول ۲ و ۳ ، تا آنجا که به خواص گرمایی مربوط است، اینست که خشک کردن الیاف لیگنوسلولزی مورد استفاده در این تحقیق ضروری نیست. این نکته نتیجه عملی مهمی‌است زیرا هزینه را کاهش می‌دهد. با این حال، باید به این نکته توجه کرد که در بعضی از نمونه ها، هنگامی‌که خشک کردن انجام می‌شود خواص مکانیکی بهبود می‌یابند]۹[ ، یعنی اصلاحات مربوط به استحکام بین سطحی ناشی از تبخیر آب در طی فرآوری نیز باید مورد توجه قرار گیرند.  
حدود تئوری رسانایی گرمایی چند سازه ها با استفاده از معادلات (۳) و (۴) و اطلاعات تجربی نشان داده شده در جدول ۱ محاسبه می‌شوند. مقادیر به دست آمده در جدول ۴ نشان داده شده اند. با مقایسه مقادیر محاسبه شده با مقادیر تجربی، جدول ۲، دیده می‌شود که چند سازه های سیسال/ پنبه و رامی/ پنبه مقادیر تجربی پایین تری از مقادیر پیش بینی شده دارند. به نظر می‌رسد که در این دو چند سازه، هنگامی‌که فلاکس گرمایی موازی با الیاف است، مقادیر به دست آمده از مدل موازی بهترین تطابق را با نقاط تجربی دارند. در چند سازه کنف/ پنبه، مقادیر پیش بینی شده پایین تر از مقادیر تجربی هستند اما بهترین تطابق باز هم هنگامی‌است که فلاکس گرمایی موازی با سطح الیاف باشد. این نتایج نشان می‌دهند که معادله ترکیبی متوالی/ موازی مدل بهتری برای توصیف رفتار گرمایی این چند سازه ها می‌باشد.
جدول ۴٫ حدود تئوری رسانایی گرمایی به دست آمده از معادلات (۳) و (۴)
 
  1. نتایج
نتایج به دست آمده قابلیت انجام روش آزمایش مورد استفاده برای اندازه گیری خواص گرمایی چند سازه های ترکیبی از الیاف لیگنوسلولزی را نشان می‌دهند. این خواص برای تولید مناسب چنین چند سازه هایی بسیار مهم هستند اما در مراجع اطلاعات اندکی به خصوص در مورد الیاف لیگنوسلولزی ترکیبی یافت می‌شوند. این خواص در بعضی از کاربردهای چند سازه ها که در آنها خاصیت عایق بودن مواد یا ظرفیت گرمایی آنها باید مورد توجه قرار گیرد نیز مهم هستند.
رفتار گرمایی الیاف سیسال از رفتار گرمایی الیاف کنف و رامی‌متفاوت است. الیاف سیسال صرفنظر از جهت فلاکس گرمایی، خواص گرمایی تقریبا ثابتی از خود نشان می‌دهند. از طرف دیگر، در الیاف کنف و رامی، خواص گرمایی در صورتی که موازی با سطح الیاف یا عمود بر آنها اندازه گیری شوند، متفاوت هستند.
مقادیر رسانایی گرمایی، نفوذ گرمایی و گرمای ویژه چند سازه ها معمولا بالاتر از مقادیر مربوط به زمینه رزینی می‌باشند. نفوذ گرمایی با تغییر جهت اندازه گیری تغییر می‌کند و بالاترین مقادیر هنگامی‌حاصل می‌شوند که فلاکس گرمایی موازی با سطح الیاف باشد. رفتار ناهمسانگردی(آنیزوتروپی) گرمایی در چند سازه های سیسال/ پنبه ، کنف/ پنبه و رامی/ پنبه مشترک است.
خشک کردن اولیه الیاف لیگنوسلولزی مقادیر خواص گرمایی ارزیابی شده را چندان تغییر نمی‌دهد.
برای محاسبه مقادیر تئوری رسانایی گرمایی، از اطلاعات تجربی الیاف و رزین تمیز(مرتب) و مدلهای متوالی و موازی استفاده می‌شود. گرچه انحرافات به صورت تابعی از الیاف تحت آنالیز نشان داده می‌شوند، مقادیر تجربی به مقادیر تئوری پیش بینی شده به وسیله مدل موازی نزدیکتر هستند.
   
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
تماس با ما

اکنون آفلاین هستیم، اما امکان ارسال ایمیل وجود دارد.

به سیستم پشتیبانی سایت ایران ترجمه خوش آمدید.