بررسی ویژگی‌های مکانیکی چندسازه پلی‌اتیلن سنگین بازیافتی و پسماند تولید فورفورال از باگاس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد رشته علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات تهران

2 دانشیار، علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات تهران

3 دانشیار، مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، بخش تحقیقات علوم چوب و فرآورده‌های آن، تهران

چکیده

این تحقیق با هدف بررسی ویژگی‌های مکانیکی چندسازه پلی‌اتیلن سنگین بازیافتی و پسماند حاصل از فرایند تولید فورفورال از باگاس انجام شد. برای این منظور پلی‌اتیلن بازیافتی در سه سطح 58، 68 و 78 درصد مورد استفاده قرار گرفت و پسماند تولید فورفورال از باگاس در سه سطح 20، 30 و 40 درصد به‌عنوان پرکننده‌ استفاده شد. همچنین از مالئیک انیدرید گرافت شده با پلی‌اتیلن (PE-g-MA) شرکت آریا پلیمر در سطح ثابت 2 درصد استفاده شد. مواد در یک اکسترودر دو ماردونه مخلوط و نمونه‌های آزمونی با استفاده از روش قالب‌گیری تزریقی ساخته شدند. ویژگی‌‌های چندسازه شامل مقاومت کششی، خمشی و ضربه فاق‌دار مطابق با آیین‌نامه استاندارد ASTM اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد با افزایش مقدار پرکننده از 20 به 30 درصد وزنی، مقاومت و مدول کششی و خمشی نسبت به شاهد افزایش می‌یابد و با افزایش 40 درصدی پرکننده کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش مقدار پرکننده از 20 به 40 درصد وزنی، مقاومت به ضربه فاق‌دار چندسازه چوب پلاستیک کاهش می‌یابد. طیف‌سنجی FTIR کامپوزیت ساخته شده از پلی‌اتیلن سنگین بازیافتی و 30% درصد پسماند انجام شد. نتایج طیف‌سنجی FTIR نشان داد که باندهای جذبی گروه‌های کربونیل(C=O) و اتصالات در نواحیcm-1 1750-1600 در حضور عامل سازگارکننده انیدرید مالئیک پلی‌اتیلنی تا حدود کمی افزایش یافته که این پدیده باعث حداکثر افزایش ویژگی‌های مکانیکی در چندسازه چوب پلاستیک در هنگام استفاده از 30 درصد الیاف پسماند تولید فورفورال از باگاس شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 

-Ashori,A. and A. Nourbakhsh, 2009. Mechanical behavior of agro-residue-reinforced polypropylene composites, Journal of Applied Polymer Science, 111(5), 2616-2620.

-Azeez, T.O., 2013. Effect of rice husk filler on mechanical properties of polyethylene matrix composite, Federal University of Technology Owerri. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 5(15):111-118.

-Basiji, F., Safdari, V., Nourbakhsh, A. and Pilla, S., 2009. The effect of fiber Length Loading on the mechanical properties of Wood-Plastic (Polypropylene) Composites. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 34, 191-196.

-Chen, H.C., Chen, T.Y., and Hsu, C.H., 2005. Effects of Wood Plastic Size and Mixing Ratios of HDPE on the Properties of the Composites. Springer-Verlog, 64, 172-177.

-Cui, Y. S., Lee, B., Noruzian, M. Cheung, and Tao, J., 2008. Fabrication and interfacial modification of wood/recycled plastic composite materials, Composites Part A, 39 (4), 655-661.

-Fazi, M., 2012. A Study of Fibre-Matrix Interactions in Biodegradable Kraft Pulp Fibre-Reinforced Polylactic Acid Composites, Masters of Applied Science, Department of Chemical Engineering and Applied Chemistry University of Toronto, 85p.

-George, J., M.S. Sreekala, and Thomas, S., 2001. A review on interface modification and characterization of natural fiber reinforced plastic composites, Polymer engineering and Science, 41(9), 1471-1485.

-Jadidian., F., 2015. Study of thermal energy and activated carbon from waste bagasse. Master's thesis, Department Wood and Paper, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran, 73p.

-Kord, B., 2009. Characterization of physical, mechanical and morphological hybrid composite wood flour - polypropylene and nano-filler, Ph.D thesis, Department Wood and Paper, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran, 198p.

-Nourbakhsh, A., Dusthosseini, K., Jahanlatibari, A., and Hosseinzadeh, A., 2005. Effect of the type, quantity and temperature of the mixture of cellulose fibers on mechanical properties of wood fiber polymer composites, Journal of Forest and Wood Products, 57(4), 765-775.

-Nourbakhsh, A., and Ashori, A., 2009. Preparation and Properties of Wood Plastic Composites Made of Recycled High-density Polyethylene, Journal of Composite Materials, 43(8). 877-883.

-Nourbakhsh, A., A. Karegarfard, and A. Ashori, 2010. Effects of Particle Size and Coupling Agent Concentration on Mechanical Properties of Particulate-filled Polymer Composites, Termoplastic Composites Material, 23(2), 169-174.

-Nourbakhsh, A.,  Karegarfard, A. Gholbabaei, F., R, Hajihassani., 2011. Effect of chemical processes occurring in the composite wood - plastic and its relation to mechanical properties, In: Proceeding of the first national conference on forest and wood and paper industry, Islamic Azad University, Astara, 545-555.

-Klyosov, A.A. 2007. Wood Plastic Composites. Wiley Publishing, 726p.

-Kokta, B.V., and Maladas, D., 1990. Composites of Polyvinyl Chloride wood fibers. Journal of Polymer Plasttic Technology, 20 (1-2), 87-118.

-Razavi Nouri, M., Jafar Zadeh, F., Oromiehei, A., and Ershad Langroudi, A., 2006. Mechanical Properties and Water Absorption Behavior of Chopped Rice Husk Filled Polypropylene Composites. Iranian Polymer Journal, 15, 9(75), 757-766.

-Samal, S.K., Fernandes, E.G., Corti, A., and Chiellini, E. 2013. Bio-based Polyethylene–Lignin Composites Containing a Pro-oxidant/Pro-degradant Additive: Preparation and Characterization, J Polym Environ, 22(1), 52-68.

-Schorr, D., Rodrigue, D., Diouf, P.N., and Stevanovic, T. 2014. Recycled Polystyrene Composites Reinforced With Esterified and Non-Esterified Kraft Lignins, Journal of Materials Science Research, 4(1), 63-74.

-Shokrieh, M., M., and Sonbolestan, S., E., 2008. Effects of Structural Parameters on Mechanical Properties Polymer/Clay Nanocomposites, Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 20(2), 187-195.

-Tajvidi, M., 2004. Engineering and viscoelastic properties of thermoplastic polymers and composite materials made from natural fibers using dynamic analysis - mechanical (DMA), Ph.D Thesis, Department Wood and Paper, College of Agriculture and Natural Resources, Tehran University, Karaj, 178p.

-Tong, J.Y.,  Royan, N.R.R.,  Ng, Y.C.,  Ghani, M.H.A., and Ahmad, S., 2013. Study of the mechanical and morphology properties of recycled HDPE composite using rice husk filler, Advances in Materials Science and Engineering, Article ID 938961, 6 p.

-Yang, H.S., H.J. Kim, J. Son, H.J. Park, B.J. Lee, and Hwang, T.S., 2004. Rice-husk flour filled polypropylene composites: mechanical and morphological study. Journal composites structures, 63, 305–312.

-Yousefi, H., 2007. The possibility of using canola straw medium density fiberboard production (MDF). Master's thesis. College of Agriculture and Natural Resources, Tehran University, Karaj, 132p.