بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت‌های هیبریدی چوب-پلاستیک بر پایه پلی‌اتیلن/پلی آمید و الیاف تقویت‌کننده کربن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، مهندسی مکانیک- ساخت و تولید، موسسه آموزش عالی پارسیان، قزوین، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، موسسه آموزش عالی کار، قزوین، ایران

4 کارشناس ارشد، مهندسی مکانیک- ساخت و تولید، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

امروزه استفاده از کامپوزیت‌های چوب–پلاستیک به دلیل مزایای خاص در کاربرد‌های مختلفی گسترش یافته‌است. با این وجودکاربرد آن‌ها در تولید قطعات ساختاری به دلیل ضعف در خواص مکانیکی آن‌ها با محدودیت روبرو است. در این پژوهش از روش تولید کامپوزیت‌های میکروفایبری جهت تقویت استفاده شد که در آن پلی آمید (PA) به عنوان فاز دوم، مورفولوژی میکروفایبر را در زمینه اصلی پلی اتیلن (PE) در شرایط فرآیندی خاص با کشش رشته خروجی از دهانه اکسترودر تشکیل می‌دهد. سپس در مرحله دوم تولید، قطعات نهایی در دمای زیر دمای ذوب فاز PA برای حفظ مورفولوژی میکروفایبر و اثر تقویت‌کننده قالب‌گیری شدند. زمینه اصلی پلی‌اتیلن (PE) بوده و پلی‌آمید (PA) به میزان 20 درصد وزنی به‌عنوان فاز دوم استفاده شده‌است. نسبت کشش در سه سطح 1:1، 1:3 و 1:5 متغییر در نظر گرفته شد. میزان ذرات چوب و الیاف کربن نیز به ترتیب برابر با 20 و 10 درصد وزنی است. بدست‌آمده، با افزایش نسبت کشش، استحکام کششی تا 20%  افزایش یافته است. همچنین استحکام کششی کامپوزیت چوب – پلاستیک هیبریدی با پلی‌آمید و الیاف‌کربن نسبت به کامپوزیت پلی‌اتیلن-چوب افزایش 14 درصدی داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Sarabi, M.T., et al., Reprocessing of extruded wood-plastic composites; mechanical properties. Journal of Biobased Materials and Bioenergy, 2012. 6(2): p. 221-229.
  • Shahi, P., et al., Experimental investigation on reprocessing of extruded wood flour/HDPE composites. Polymer Composites, 2012. 33(5): p. 753-763.
  • TabkhPaz, M., et al., Procedure effect on the physical and mechanical properties of the extruded wood plastic composites. Polymer composites, 2013. 34(8): p. 1349-1356.
  • Zolfaghari, A., A.H. Behravesh, and A. Adli, Continuous glass fiber reinforced wood plastic composite in extrusion process: Mechanical properties. Materials & Design, 2013. 51: p. 701-708.
  • Zolfaghari, A., et al., Continuous glass fiber reinforced wood plastic composite in extrusion process: Feasibility and processing. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 2013. 32(1): p. 52-60.
  • Sarabi, M.T., et al., Effect of polymeric matrix melt flow index in reprocessing extruded wood–plastic composites. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 2014. 27(7): p. 881-894.
  • Épinat, C., L. Trouillet-Fonti, and P. Sotta, Predicting phase inversion based on the rheological behavior in Polyamide 6/Polyethylene blends. Polymer, 2018. 137: p. 132-144.
  • Liu, H., et al., A novel wood flour-filled composite based on microfibrillar high-density polyethylene (HDPE)/Nylon-6 blends. Bioresource Technology, 2010. 101(9): p. 3295-3297.
  • Hamid, F., S. Akhbar, and K.K. Halim, Mechanical and thermal properties of polyamide 6/HDPE-g-MAH/high density polyethylene. Procedia Engineering, 2013. 68: p. 418-424.
  • Kelnar, I., et al., Effect of layered silicates and reactive compatibilization on structure and properties of melt-drawn HDPE/PA6 microfibrillar composites. Polymer Bulletin, 2016. 73(6): p. 1673-1688.
  • Kelnar, I., et al., Complex effect of graphite nanoplatelets on performance of HDPE/PA66 microfibrillar composites. Composites Part B: Engineering, 2018. 144: p. 220-228.
  • Song, L., et al., Microfibrillation structure evolution and mechanical properties of MS@ PMHNTs reinforced polymethyl methacrylate composite fiber. Composites Communications, 2022: p. 101108.
  • Shi, Y., et al., In Situ Microfibrillation of Polyamide 66 and Construction of Ordered Polytetrafluoroethylene Fibers to Significantly Reduce the Friction Coefficient of Polyphenylene Sulfide. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2020. 60(1): p. 281-290.
  • Wang, Y., et al., The formation of a highly oriented structure and improvement of properties in PP/PA6 polymer blends during extrusion-stretching. Polymers, 2020. 12(4): p. 878.
  • Xiang, P., et al., Preparation of poly (lactic acid) with excellent comprehensive properties via simple deformation or microfibrillation of spherulites. Journal of Applied Polymer Science, 2022. 139(4): p. 51539.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار