اثر نانو رس بر ویژگی های مکانیکی، حرارتی و آتش گیری کامپوزیت های ترکیبی آرد چوب زبان گنجشک و ضایعات پلی پروپیلن

بیان مساله و اهدافبا توجه به اهمیت مسائل زیست محیطی و نیاز به استفاده از مواد پایدار، تولید کامپوزیت های ترکیبی از مواد طبیعی و پلیمرها به موضوعی کلیدی در تحقیقات صنعتی تبدیل شده است. آرد چوب زبان گنجشک به عنوان یک منبع طبیعی با خواص مکانیکی مناسب و پلی پروپیلن به عنوان یک پلیمر پرکاربرد، می توانند در ایجاد کامپوزیت های با کیفیت موثر باشند. اما یکی از چالش های اصلی در این زمینه، بهبود خواص مکانیکی، حرارتی و آتش گیری این کامپوزیت هاست. نانو رس به عنوان یک تقویت کننده می تواند در این راستا موثر باشد، اما نیاز به تحقیقات بیشتری پیرامون تاثیرات آن بر ویژگی های مختلف کامپوزیت ها احساس می شود. هدف اصلی این پژوهش، بررسی تاثیر نانو رس بر خواص مکانیکی، حرارتی و آتش گیری کامپوزیت های حاصل از آرد چوب زبان گنجشک و ضایعات پلی پروپیلن است.مواد و روش هابرای این منظور پلی پروپیلن (در سطح ثابت ۵۰ درصد)، آرد چوب زبان گنجشک (در سطح ثابت ۵۰ درصد)، نانو رس (در چهار سطح ۰، ۲، ۴ و ۶ درصد وزنی) و انیدرید مالئیک پیوند داده شده با پلی پروپیلن در سطح ثابت ۳ درصد، به وسیله اکسترودر دو ماردونی (دو مارپیچه) با یکدیگر مخلوط و نمونه های آزمونی استاندارد با استفاده از روش قالب گیری تزریقی ساخته شدند. سپس خواص مکانیکی شامل مقاومت کششی و خمشی، مدول کششی و خمشی، مقاومت به ضربه فاق دار، و خواص حرارتی، آتشگیری اندازه گیری شدند.نتایجنتایج نشان داد افزودن نانو رس به چندسازه حاصل از آرد چوب زبان گنجشک و پلی پروپیلن ضایعاتی تا حدی منجر به بهبود در خواص مکانیکی، حرارتی و آتش گیری چندسازه می شود که می تواند کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف داشته باشد. افزایش نانو رس تا سطح ۲ درصد باعث افزایش مقاومت و مدول کششی و مدول خمشی به ترتیب برابر ۹/۷، ۶/۳ و ۴/۶ شد. افزایش نانو رس تا سطح ۴ درصد باعث افزایش ۶/۵ درصدی مقاومت خمشی شد. افزایش نانو رس تا سطح ۶ درصد باعث کاهش ۵/۲۰ درصدی مقاومت به ضربه فاقدار و افزایش ۷/۴ درصدی شاخص اکسیژن محدود شد. با افزایش نانو رس تا ۶ درصد ثبات حرارتی افزایش می یابد و میزان زغال بیشتری نیز باقی می ماند.نتیجه گیریافزودن نانو رس به چندسازه موجب افزایش قابل توجهی در مقاومت و مدول کششی و خمشی آن می شود. این بهبود ناشی از توزیع یکنواخت نانو رس در ماتریس و ایجاد پیوند قوی بین نانو رس و ماتریس پلیمری است. همچنین، نانو رس باعث ارتقای مقاومت حرارتی چندسازه می گردد؛ زیرا ساختار لایه ای آن مسیر انتقال حرارت را بهبود می بخشد. در حوزه آتش گیری، نانو رس موجب کاهش سرعت احتراق می شود که این امر به تشکیل لایه محافظ سیلیکاتی در زمان احتراق مربوط می شود و از انتشار گازها و مواد سوختنی جلوگیری می کند. در مجموع، افزودن نانو رس به چندسازه های حاصل از آرد چوب زبان گنجشک و ضایعات پلی پروپیلن، به بهبود خواص مکانیکی، حرارتی و آتش گیری منجر می شود و این ویژگی ها می تواند کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف فراهم آورد.

کلیدواژه ها:

آرد چوب زبان گنجشک ، نانو رس ، مقاومت کششی ، مدول کششی ، شاخص اکسیژن محدود