ساخت كامپوزیت پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف كنف

ساخت كامپوزیت پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف كنف – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  نساجی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه 20 الی 100% رایگان مقالات ترجمه شده

1- قابلیت مطالعه رایگان 20 الی 100 درصدی مقالات 2- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر 3 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.

ساخت كامپوزیت پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف كنف

ساخت كامپوزیت پلی‌پروپیلن تقویت شده با الیاف كنف

چكیده

در این مقاله، نمدهای نبافته از الیاف پلی‌پروپیلن و كنف با نسبت‌های مختلف تولید شدند و برای تشكیل مواد كامپوزیتی تحت پرس داغ قرار گرفتند. تاثیر محتوای الیاف و ناهمسانی نمد تولیدی حاصل از فرآیند كاردینگ از نظر خواص خمش سه نقطه‌ای، كششی و ضربه‌ای مواد كامپوزیتی حاصله مورد بررسی قرار گرفت. به دلیل طبیعت آبدوستی و پایداری ضعیف ابعادی الیاف سلولزی بواسطه حالت تورم، تاثیر جذب آب بر روی خواص و كارائی مكانیكی كامپوزیت‌ها نیز بررسی شد. خواص بهینه مكانیكی در كامپوزیت‌های حاوی 50-40% لیف كنف (درصد وزنی) نیز بدست آمد. همانگونه كه انتظار می‌رفت، بهترین خواص مكانیكی در نمونه‌هایی یافت شد كه نمونه‌ها از ورقه‌های كامپوزیتی موازی با جهت عملیات كاردینگ بریده شده بودند. پس از غوطه‌وری نمونه‌های كامپوزیتی درون آب مقطر به مدت 19 روز، كاهش شدیدی در خواص خمشی سه نقطه‌ای حاصل شد. این در حالی است كه استحكام ضربه‌ای افزایش یافت. كاردینگ دوگانه مواد خام منجر به كاهش ناهمسانی در مواد كامپوزیتی شد.

كلمات كلیدی: پلی‌پروپیلن تقویت شده با لیف كنف، نمد نبافته، خواص مكانیكی، سینتیك جذب آب

ساخت كامپوزیت پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف كنف

مقدمه

الیاف طبیعی همچون كنف، كتان، جوت و لیف كنفی بعنوان الیافی كه از نظر محیط زیستی مهم می‌باشند، توجه زیادی را بخود جلب نموده و بر این اساس استفاده از آنها در كامپوزیت‌های مهندسی بجای الیاف شیشه‌ای مورد توجه می‌باشد. الیاف گیاهی بیش از الیاف شیشه‌ای تجاری دارای مزایای تكنوـ اكولوژیكی بوده چرا كه از قابلیت تجدید پذیری و سوختن با بازگشت انرژی برخوردار می‌باشند و از نظر مسائل امنیتی و سلامتی (همچون تحریك پوست) نیز بی‌خطر بوده و برای تجهیزات مرتبط با فرآیند تولید همچون الكترودها و قالب‌ها خواص سایشی كمتری را ارائه می‌كنند. علاوه بر این، اینگونه الیاف خواص مكانیكی را عرضه می‌دارند، بویژه زمانیكه دانسیته پایین (g/cm³ 4/1 در برابر g/cm³ 5/2 لیف شیشه) و قیمت پایین آنها مد نظر قرار گرفته شود. گرچه الیاف طبیعی بیش از الیاف شیشه‌ای دارای مزایای اكولوژیكی هستند، از معایبی نظیر استحكام ضربه‌ای پایین وجذب بالای رطوبت در رنج می‌باشند كه منجر به تغییرات ابعادی گردیده و لذا ممكن است باعث  ایجاد میكرو ترك‌ها ‌شوند، همچنین پایداری پایین حرارتی این الیاف منجر به تجزیه حرارتی در حین اعمال رویه‌های مربوطه می‌شود.

تاكنون اغلب مطالعات در حوزه كامپوزیت‌های الیاف طبیعی بر روی استفاده از پلی‌پروپیلن، بعنوان یك ماتریس، متمركز شده است. پلی‌پروپیلن به دلیل پایین بودن قیمت، سختی بالا و دانسیته پایین، ویژگیهای قابل توجهی به كامپوزیت‌ها می‌دهد. علاوه بر این، پلی‌پروپیلن به آسانی تحت فرآوری قرار می‌گیرد و به آسانی بازیافت شده و از طریق استفاده از پر كننده‌های شیشه‌ای بصورت موفقیت ‌آمیزی فاصله میان كامپوزیت‌های پلی‌پروپیلن معمولی و ترمو پلاستیك‌های مهندسی را پر می‌كند. استفاده از نبافته‌های هیبریدی ـ بعنوان محصولات نیمه تكمیل شده، ساخته شده از مخلوط الیاف طبیعی و ترمو پلاستیك – محصولی با كیفیت بسیار بالا را ارائه می‌كند. بواسطه اختلاط دو جزء كامپوزیت، قبل از عملیات انعقاد، توزیع مناسب الیاف و خیس شدگی الیاف تقویت شده بخوبی محرز و عملی خواهد شد.

در مطالعات قبلی، كامپوزیت‌های پلی‌پروپیلن تقویت شده با الیاف كوتاه كنف تهیه شده و بهترین خواص با محتوای 30-20% الیاف حاصل شد. علاوه بر این، به تاثیر جزئی جذب آب بر روی خواص مكانیكی كامپوزیت نیز اشاره شد. همچنین آزمایش‌هایی بر روی كامپوزیت‌های نبافته كنف ـ پلی‌پروپیلن انجام شد. تاثیر شدید آب بر روی خواص مكانیكی و ابعادی نیز مشخص شده و بهترین پارامترها در مقدار 50-30% وزنی الیاف تقویت كننده مشاهده شد.

در این تحقیق تاثیر وجود لیف كنف و ناهمسانی نمد نبافته حاصل از فرآیند كاردینگ بر روی خواص كامپوزیت‌های پلی‌پروپیلن مطالعه شد. همچنین تاثیر جذب آب بر روی خواص مكانیكی نیز تعیین شد.

ساخت كامپوزیت پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف كنف

تجربیات

مواد، آماده‌سازی

لایه نبافته لیف پلی‌پروپیلن (75 میلیمتر طول، 11 دسی‌تكس) و الیاف كنف (از ناجیلك، مجارستان) با نسبت‌های مختلف اختلاط آماده شد.

الیاف بصورت دستی و با نسبت‌های دلخواه 30، 40، 50 و 70% وزنی لیف كنفی مخلوط شدند، پس از كاردینگ لایه‌های نازك با استفاده از ماشین پانچ سوزنی به هم متصل شدند. پارامترهای تكنولوژیكی بصورت یكسان برای تمام نمونه‌ها ثابت نگاه داشته شد. همچنین نمدهای مخلوط شده حاوی 40% وزنی لیف كنف توسط كاردینگ دو گانه پلی‌پروپیلن تقویت شده قبل از سوزن زنی تولید شد. سپس ورقه‌های كامپوزیتی توسط پرس داغ نمدهای هیبریدی در درجه حرارت 190 درجه سانتیگراد آماده شدند. نمونه‌های آزمایشی با استفاده از تجهیزات برش لیزریTRUMPE و در جهات موازی و عمود بر عملیات كاردینگ برش زده شدند.

ساخت كامپوزیت پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف كنف

روش آزمایش

نمونه‌های آزمایشی درون آب مقطر و در درجه حرارت اتاق (C°2 ±23) به مدت 450 ساعت (19 روز) نگه داشته شدند. هر روز نمونه‌ها با حوله كاغذی خشك شده و افزایش وزن اندازه‌گیری شد.

آزمایش كشش بر روی دستگاه كششی ZWICK و در دمای C°2 ±23 مطابق با استاندارد MSZ ISO 527 اجرا شد. این عملیات برای هر نمونه 5 بار تكرار شد.

ساخت كامپوزیت پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف كنف

بحث و نتایج

ویژگی جذب آب تحت تاثیر درصد وزنی لیف كامپوزیت قرار نگرفت. منحنی‌های جذب آب بیانگر تاثیر شدید درصد وزنی لیف بر روی ویژگیهای جذب است. برخلاف ساختارهای تقویت شده با الیاف كوتاه در تحقیقات قبلی ما، جذب آب كامپوزیت‌های نبافته تابعی خطی از ریشه دوم زمان نیست (شكل 1).

ساخت كامپوزیت پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف كنف

خواص مكانیكی

بطور كلی، مدول مواد كامپوزیتی یانگ با افزایش درصد وزنی لیف افزایش می‌یابد و در درصد وزنی لیف 50% به بیشینه مقدار خود می‌رسد و در درصد وزنی 70% لیف به آرامی كاهش می‌یابد. كمترین كاهش با افزایش درصد لیف از 50 تا 70% مشاهده شد. تقریبا در درصد وزنی 50% لیف، مدول در مقایسه با پلی‌پروپیلن خالص (بدون لیف) 5/2 برابر بالاتر است (شكل (a)3). در نمونه‌های موازی با جریان كاردینگ این مدول در حدود 15% پایین‌تر و در جهت عمود بر جریان كاردینگ و در مقایسه با كاردینگ یك مرحله‌ای، این مدول 20% بالاتر است. در نمونه‌های عمود بر جریان كاردینگ نسبت به جهت موازی با جریان كاردینگ مدول 40-20% پایین‌تر بود. شكل (b)3 تاثیر رفتار ناهمسانی در خواص كششی كامپوزیت‌ها را نشان می‌دهد. مقدار نسبی پارامترهای كششی در جهت موازی با فرآیند كاردینگ نسبت به جریان عمود بر كاردینگ نشان دهنده میزان ناهمسانی است و مقدار (1) بیانگر همسانی (ایزوتروپی) است.

ساخت كامپوزیت پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف كنف

نتایج

نمدهای نبافته پلی‌پروپیلن ـ كنف تولید شده و بواسطه تغییر نسبت جرمی الیاف تحت پرس داغ قرار گرفتند. آزمایش‌های كششی، خمش سه نقطه‌ای و ضربه‌ای در هر دو شرایط تر و خشك برای مطالعه تاثیر وجود الیاف و ناهمسانی ساختاری ناشی از فرآیند كاردینگ انجام شد. ویژگیهای جذب و تورم كامپوزیت‌ها نیز تعیین شد. نتایج این مطالعه به شرح ذیل است:

• جذب آب بصورت چشمگیری پس از 19 روز غوطه‌وری در آب افزایش یافت، بیشترین میزان جذب آب در تمام مقادیر وزنی لیف نسبت به كامپوزیت‌های كتان ـ پلی‌پروپیلن گزارش شده در مطالعات قبلی كمتر بود. بیشترین تاثیر ناهمسانی در مقدار 50% وزنی لیف و مشابه كامپوزیت‌های تقویت شده با كتان مشاهده شد.

• به نظر می‌رسد كه نتایج خلاصه شده آزمایش‌های مكانیكی برای 50-40% وزنی لیف بصورت بهینه باشند.

• كاهش شدید در خواص خمشی بواسطه آزمایش نمونه‌های كامپوزیتی در شرایط تر مشاهده شد، برای پلی‌پروپیلن نیز مقادیر مشابه و یا كمتری مشاهده شد در حالیكه استحكام ضربه‌ای به نحو چشمگیری افزایش یافت.

• خواص مكانیكی ضعیف‌تر در جهت عمود بر جریان كاردینگ یافت شد و جذب آب تقریبا در هر دو جهت یكسان بود.

• كامپوزیت‌های ساخته شده از نمدهای دوبار كاردینگ شده مقاومت به آب بالاتر و خواص خمشی بهتری نسبت به نمدهای تك كارد شده نشان دادند. در خواص كششی بالاترین مقادیر در جهت عمود و كمترین مقادیر در جهت موازی بدست آمد كه بیانگر ناهمسانی كمتر سیستم است. 30-25% كاهش در استحكام ضربه‌ای بواسطه‌ كاردینگ دو مرحله‌ای نیز حاصل شد.

ساخت كامپوزیت پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف كنف