نوع مقاله : فراورده های مرکب چوب

نویسندگان

• جعفر ابراهیم پور کاسمانی ¹
• احمد ثمریها ²
• علیرضا خاکی فیروز ³

¹ دانشیار، گروه مهندسی چوب و کاغذ، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران.

² گروه علوم مهندسی، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران،

³ 3- پژوهشکده شیمی و پتروشیمی، گروه پژوهشی بسته بندی و سلولزی، پژوهشگاه استاندارد، کرج، ایران

چکیده

بیان مساله و اهداف: با توجه به افزایش روزافزون توجه به کامپوزیت‌ها در صنایع مختلف، بررسی و بهبود خواص مکانیکی و حرارتی این مواد اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است. با توجه به مشکلات زیست‌محیطی ناشی از استفاده از مواد سنتزی، استفاده از مواد طبیعی و تجدیدپذیر نظیر آرد چوب نوئل در ترکیب با پلیمری مثل پلی‌اتیلن بازیافتی می‌تواند راه‌حلی مؤثر برای تولید مواد پایدار و سازگار با محیط‌زیست باشد. این تحقیق با هدف بررسی تأثیر دمای اختلاط بر خواص مکانیکی و حرارتی کامپوزیت حاصل از آرد چوب نوئل و پلی‌اتیلن بازیافتی انجام شد. دما به‌عنوان یکی از پارامترهای کلیدی در فرآیند تولید کامپوزیت‌ها، می‌تواند تأثیر زیادی بر خواص فیزیکی، مکانیکی و حرارتی آن‌ها داشته باشد. در این راستا، بررسی تأثیر دما بر رفتار مکانیکی و حرارتی این کامپوزیت می‌تواند به توسعه محصولات جدید و بهبود عملکرد آن‌ها در صنایع مختلف کمک کند.
مواد و روش‌ها: استفاده از آرد چوب به‌عنوان یک ماده طبیعی و تجدیدپذیر، در کنار پلی‌اتیلن بازیافتی، می‌تواند به توسعه محصولاتی سبز و پایدار کمک کند. برای این منظور، پلی‌اتیلن (در سطح ثابت 50 درصد)، آرد چوب نوئل (در سطح ثابت 50 درصد)، دمای پرس تزریق (150، 170 و 190 درجه سانتی‌گراد) و انیدرید مالئیک پیوند داده‌شده با پلی‌پروپیلن (در سطح ثابت 3 درصد) به‌وسیله اکسترودر دو ماردونی (دو مارپیچه) با یکدیگر مخلوط شدند. در این پژوهش، نمونه‌های آزمونی استاندارد با استفاده از روش قالب‌گیری تزریقی ساخته شدند. خواص مکانیکی شامل مقاومت کششی و خمشی، مدول کششی و خمشی، و همچنین مقاومت به ضربه فاقدار اندازه‌گیری و ارزیابی شدند. علاوه بر این، خواص حرارتی و آتش‌گیری نمونه‌ها نیز مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج: نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که افزایش دمای پرس از 150 به 190 درجه سانتی‌گراد، باعث افزایش قابل‌توجهی در مقاومت و مدول کششی و خمشی نمونه‌ها شده است. به‌طور خاص، میزان مقاومت به ضربه فاقدار به ترتیب برابر با 8، 9/3، 7/5، 4/6 و 3/0 درصد کاهش یافت. این تغییرات نشان‌دهنده تأثیر دما بر رفتار مکانیکی و توانایی این کامپوزیت در برابر بارهای مختلف است.
علاوه بر این، با افزایش دمای تزریق، ثبات حرارتی تغییرات زیادی نداشت و میزان خاکستر باقی‌مانده نیز به ترتیب برابر با 96/10، 96/10، 92/11 و 56/0 درصد بود. این نتایج نشان‌دهنده این است که حتی با تغییر دما، پایداری حرارتی کامپوزیت چندان تحت تأثیر قرار نگرفته و میزان خاکستر باقی‌مانده ثابت مانده است.
نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که دمای اختلاط به‌طور مستقیم بر خواص مکانیکی و حرارتی کامپوزیت حاصل از آرد چوب نوئل و پلی‌اتیلن بازیافتی تأثیر می‌گذارد. افزایش دما می‌تواند به بهبود عملکرد نهایی این نوع کامپوزیت‌ها در کاربردهای مختلف، از جمله بسته‌بندی و صنعت خودروسازی، کمک کند. انتخاب صحیح دما و ترکیب مواد، می‌تواند به توسعه محصولاتی با ویژگی‌های مطلوب و عملکرد بالا منجر شود. به‌طور کلی، این تحقیق بر اهمیت دما در طراحی و بهینه‌سازی کامپوزیت‌ها تأکید دارد و می‌تواند به عنوان یک مبنای علمی برای توسعه مواد جدید و پایدار در آینده مورد استفاده قرار گیرد. بررسی‌های آتی می‌تواند شامل ارزیابی دقیق‌تر اثرات دما بر دیگر خواص فیزیکی و شیمیایی این کامپوزیت باشد تا به درک بهتری از رفتار آن‌ها در شرایط مختلف دست یابیم.

کلیدواژه‌ها

• آرد چوب نوئل
• پلی‌اتیلن بازیافتی
• مقاومت خمشی
• مدول خمشی
• خاکستر باقی مانده

موضوعات

• چوب پلاستیک