بررسی ویژگی‌های کششی و ثبات ابعادی چندسازه پلی‌پروپیلن/الیاف کاه گندم/ لجن کارخانه کاغذ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی

2 دکتری صنایع چوب و کاغذ، کارشناس جنگل، شرکت جنگل شفارود، گیلان

چکیده

در این مطالعه ویژگی‌هایی کششی و فیزیکی چندسازه پلی‌پروپیلن (به‌عنوان ماتریس) و الیاف کاه گندم/ لجن کارخانه کاغذ (به‌عنوان پرکننده) مورد بررسی قرار گرفته است. برای ساخت چندسازه از ترکیبات مختلف الیاف کاه گندم/لجن کارخانه کاغذ (40/0، 30/10، 20/20، 10/30 و 0/40) استفاده شد. هم‌چنین برای سازگاری بهتر بین دو فاز از انیدریدمالئیک پیوند خورده با پلی پروپیلن به میزان 3% به‌عنوان اتصال دهنده استفاده شد. برای اختلاط مواد از اکسترودر دو مارپیچ ناهمسانگرد و برای تهیه نمونه‌های استاندارد از روش قالب‌گیری تزریقی استفاده شد. بررسی مدول‌الاستسیته کششی نشان که با افزودن هر دو نوع پرکننده افزایش قابل توجه‌ای در سفتی چندسازه نسبت به PP خالص مشاهده شده در حالی‌که بالاترین مدول الاستسیته کششی مربوط با چندسازه با درصد بالاتر لجن کارخانه کاغذ بوده است. مقاومت کششی چندسازه با افزودن 40% الیاف کاه گندم کاهش یافت اما پس از آن با افزودن بالاتر لجن کارخانه کاغذ مقاومت کششی چندسازه افزایش معنی‌داری را نشان داده است. با افزودن الیاف کاه گندم به ماتریس PP و دارا بودن خاصیت آبدوستی این مواد بالاترین میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت مشاهده شد. در حالیکه با افزودن لجن کارخانه کاغذ با میزان مواد لیگنوسلولزی کمتر، پایین‌ترین میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت مشاهده شد. هم-چنین با افزودن اتصال دهنده و برقراری اتصال بهتر بین دو فاز کاهش قابل توجه‌ای در جذب آب و واکشیدگی ضخامت مشاهده شد.
کلمات کلیدی: الیاف کاه گندم، لجن کارخانه کاغذ، ویژگی‌های کششی، ثبات ابعادی، چندسازه

کلیدواژه‌ها

موضوعات


-Arbelaiz, A., Cantero, G., Fernandez, B., and Mondragon, I., 2005.Flax fiber surface modifications: Effects on fiber physico mechanical and flax/polypropylene interface properties. Polymer Composite, 26: 324-332

-Ashori, A., and Nourbakhsh, A. 2009. Mechanical Behavior of Agro-Residue-Reinforced Polypropylene Composites. Journal of Applied Polymer Science, 111:2616–2620

-Correa, A., Razzino, A., andHage, E., 2007. Role of Maleated Coupling Agents on the Interface Adhesion of Polypropylene--Wood Composites.Journal of Thermoplastic Composite Materials,20:323–339

-Geng, Y., Li, K., Simonsen, E., 2004. Effects of a new compatibilizer system on the flexural properties of wood–polyethylene composites. Journal of Applied Polymer Science, 91: 3667-3672

-Girones, J., Pardini, G., Vilaseca, F., Pelach, A., and Mutje, P., 2010. Recycling of Paper Mill Sludge as Filler/Reinforcement in Polypropylene Composites. J Polym Environ, 18: 407–412

-Hamzeh, Y., Ashori, A. and Mirzaei, A., 2011. Effects of Waste Paper Sludge on the Physico-Mechanical Properties of High Density Polyethylene/Wood Flour Composites. J Polym Environ, 19: 120–124.

- Hristov, N., Krumova, M., Vasileva, S., Michler, H., 2004. Modified Polypropylene Wood Flour Composites. II.Fracture, Deformation, and Mechanical Properties. Journal Applied Polymer Science, 92:1286-1292

- Ismail, H., Shuhelmy, S., and Edyham, R., 2002. The effect of silane coupling agent on curing characteristics and mechanical properties of bamboo fibre filled natural rubber composites. Journal Article European Polymer Journal, 38: 39-47

- Jang, J., and Lee, E., 2007. The effect of flame retardants on the flammability and mechanical properties of paper-sludge/phenolic composite.Polymer Testing, 20: 7-13

--Lee, B., Kim, H. and park, H., 2002. Performance of Paper Sludge/Polypropylene fiber/ Lignocelluloses fiber composites. Journal of Indian Engineer Chemistry 8 (3): 50-56

Lee, B., Kim, H. and park, H., 2002. Performance of Paper Sludge/Polypropylene fiber/ Lignocelluloses fiber composites, J. Ind. Eng. Chem, 8 (3): 50-56

-Marzban, E., Talaeipour, M., Hemmasi, A.H., Ghasemi, E., and Kalagar, M., 2013. The effect of paper mill recycling sludge application on the mechanical properties of composite based on recycled polymers. Iranian Journal Of Wood and Paper Science Research, 28: 509-521

-MarzbanMoridani, E.  andTalaeipourM., 2014. A study on physical properties of composites produced using recycled polymer filled with paper mill sludge composites. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 29:  443-451

-Qiao, X., Zhang, Y., and Zhang Y., 2003. Ink-eliminated paper sludge flour as filler for polypropylene.Polymers & Polymer Composites, 11: 312-326

-Reddy, N., and Yang, Y., 2007. Preparation and characterization of long natural cellulose fibers from wheat straw. Journal of Agriculture and Food Chemistry, 55: 8570–8575

-Rozman, D., Lai, Y., Ismail, H., and Mohd, A., 2000. The effect of coupling agents on the mechanical and physical properties of oil palm empty fruit bunch–polypropylene composites.PolymInt, 49:1273-1278

- Salmah, H., Ismail, H., and Bakar, A., 2005. The effect of paper sludge content and size on properties of PP/EPDM composites. Journal of Reinforced Plastic and Composites Polymer, 24: 147-156

-Salmah, H., Ismail, H., and Bakar,, A., 2005. A Comparative Study on the Effects of Paper Sludge and Kaolin on Properties of Polypropylene/Ethylene Propylene DieneTerpolymer Composites. Iranian Polymer Journal, 14: 705-713

-Yadav, P., Nema, A., Varghese, S., and Nema, S.K., 1999. News paper reinforced plastic composite laminates: mechanical and water uptake characteristics. Polymer Engendering and Science, 39: 1550-1557

-Yuan, X., Zhang Y., and Zhang, X., 1999. Maleated polypropylene as a coupling agent for polypropylene-waste newspaper flour composites, Journal of Applied Polymer Science, 71: 333-341

-Zhang, S., Zhang, Y., Bousmina, M., Sain, M., and Choi, P., 2007. Effects of raw fiber materials, fiber content, and coupling agent content on selected properties of polyethylene/wood fiber composites. PolymEngSci2007, 47: 1678-1687

-Zhang, Y., Zhang, S., and Choi, P., 2008. Effects of wood fiber content and coupling agent content on tensile properties of wood fiber polyethylene composites. HolzRohWerkst, 66:267-274

-Zou, Y., Huda, S., and Yiqi, Y., 2010. Lightweight composites from long wheat straw and polypropylene web.Bioresource Technology, 101:2026–2033