تاثیر نانو رس و جفت‌کننده MAPP بر خواص فیزیکی، مکانیکی و دوام طبیعی چندسازه پلی‌پروپیلن- آرد چوب تاغ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه زابل

2 عضو هیات علمی دانشگاه زابل

3 عضو هیات علمی دانشگاه امیرکبیر

چکیده

سابقه و هدف: فرآورده‌های چندسازه چوب پلاستیک گروه جدیدی از مواد مرکب هستند که در مقایسه با فرآورده‌هایی مثل تخته خرده چوب و تخته لایه قدمت چندانی نداشته و در گروه فرآورده‌های جدید قرار می‌گیرند. این دسته از چندسازه‌ها با توجه به دامنه گسترده‌ایی که دارند، امروزه زمینه را برای تحقیقات پژوهشگران فراهم کرده‌اند. از آنجایی که قسمت عمده‌ایی از ترکیب این چندسازه-ها را چوب و مواد لیگنوسلولزی تشکیل می‌دهد و با توجه به این که چوب و مواد لیگنوسلولزی مستعد پوسیدگی هستند، بنابراین این تحقیق با هدف بررسی تاثیر نانورس و جفت‌کننده مالئیک انیدرید پلی‌پروپیلنی بر خواص فیزیکی، مکانیکی و دوام طبیعی چندسازه حاصل از پلی‌پروپیلن- آرد چوب تاغ در برابر قارچ رنگین کمان انجام شد.
مواد و روش‌ها: برای این منظور آرد چوب تاغ با نسبت وزنی 50 درصد با پلی‌پروپیلن مخلوط گردید. از جفت‌کننده مالئیک انیدرید پلی‌پروپیلنی در دو سطح 0 و 3 درصد و نانورس در چهار سطح 0، 2، 4 و 6 درصد به عنوان عوامل متغیر استفاده شد. فرآیند اختلاط مواد در دستگاه اکسترودر و نمونه‌های آزمونی با استفاده از روش قالب‌گیری تزریقی ساخته شدند. نمونه‌های آزمونی به مدت 14 هفته در معرض قارچ پوسیدگی سفید مطابق با استاندارد EN113 با شرایط دمایی 25 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی 75 درصد قرار داده شدند. در نهایت میزان کاهش جرم، مقاومت و مدول خمشی، مقاومت به ضربه، جذب آب و واکشیدگی ضخامت چندسازه چوب پلاستیک در دو حالت قبل و بعد از پوسیدگی تعیین گردید. جهت ریخت‌شناسی چندسازه‌های ساخته شده از آزمون تفرق اشعه ایکس استفاده شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که با افزایش نانو ذرات رس کاهش جرم، مقاومت به ضربه، جذب آب و واکشیدگی ضخامت کاهش یافتند اما مقاومت و مدول خمشی کامپوزیت‌ها افزایش یافتند. همچنین با افزایش جفت‌کننده مقاومت‌های مکانیکی افزایش یافت اما کاهش جرم، جذب آب و واکشیدگی ضخامت کاهش یافتند. مطالعات ساختاری نانو کامپوزیت‌ها نشان داد که توزیع ذرات نانورس در ماتریس از نوع بین لایه‌ای است و با افزایش مقدار نانورس تا 4 درصد فاصله بین لایه‌های سیلیکاتی نانو رس افزایش و با افزایش بیشتر نانو ذرات تا 6 درصد فاصله بین این لایه‌ها کاهش یافت.
نتیجه‌گیری: استفاده از نانو ذرات رس و ماده جفت‌کننده مالئیک انیدرید پلی‌پروپیلنی از یک طرف مقاومت به پوسیدگی و دوام طبیعی چندسازه چوب پلاستیک در برابر قارچ مولد پوسیدگی سفید را افزایش خواهد داد و از سوی دیگر مانع کاهش قابل توجه خواص فیزیکی و مکانیکی این چندسازه‌ها در اثر حمله قارچی خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of nano clay and MAPP coupling agent on physical, mechanical and natural durability of polypropylene/ Haloxylon wood flour composite

نویسندگان [English]

  • afsaneh shahreki 1
  • Babak Nosrati Sheshkal 2
  • Rahim Mohebbi Gargari 2
  • Majid Abdouss 3
1 M.Sc Student at University of Zabol
2 Academic Staff Member at University of Zabol.
3 Academic Staff Member at Amirkabir University.
چکیده [English]

Background and objectives: Wood plastic composite product are a new group of composite materials that in comparison with products such as particleboard and plywood not old and are placed in the group new products. This group of composite considering to their wide range, has provided the groundwork for researchers, nowadays. Since the a major part the combination of these composites to wood and lignocellulosic material was constitute and given that wood and lignocellulosic material are prone to decay, so This research with aim of evaluation the effect of nano clay and Maleic anhydride modified polypropylene maple coupling agent material on physical, mechanical and natural durability of composite from polypropylene/ Haloxylon wood flour against the Coriolus Versicolor were investigated.
Materials and methods: For this purpose Haloxylon wood flour with 50 percent weight ratio were mixed with polypropylene. Maleic anhydride modified polypropylene maple coupling agent material at two levels 0 and 3 percent and nano clay at four levels 0, 2, 4 and 6 percent used as variable factors. Material mixing process into the extruder device and test specimens were made using the method of injection molding. The test specimens placed for 14 week exposed to Coriolus Versicolor according to EN113 standard with 25 ºC temperature condition and 75 percent relative humidity. Finally the amount of mass loss, strength and modulus of bending, impact resistance, water absorption and thickness swelling of wood plastic composite in two state of before and after decay were determined. For morphological study of composite from X-ray diffraction was used.
Results: The results showed that with increasing nano clay mass loss, impact resistance, water absorption and thickness swelling were decreased but strength and modulus of bending of composites were increased. Beside with increasing the coupling agent, mechanical strength were increased but the mass loss, water absorption and thickness swelling were reduced. Structural studies of nano composites indicated that distribution of nano clay particles in matrix were Intercalation and with increasing the amount of nano clay up to 4 percent the spacing in nanolayered silicates were increased and with further increasing of nano clay particles up to 6 percent the distance between these layers were decreased.
Conclusion: the use of nanoclay and Maleic anhydride modified polypropylene maple coupling agent material the one hand resistance to decay and natural resistance of wood plastic composite against of the white rot Coriolus Versicolor will be a significant increase and on the other hand prevent from a significant reduction physical and mechanical properties of this composite by fungal attack.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Coriolus Versicolor
  • Wood plastic composite
  • Natural durable
  • Haloxylon wood flour
  • Intercalation