| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,846 |
| تعداد مقالات | 32,300 |
| تعداد مشاهده مقاله | 41,386,944 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 18,562,135 |
بررسی اثر پوشش گلس بید و صدف بر روی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه و آرد چوب راش | ||
| تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران | ||
| دوره 39، شماره 4 - شماره پیاپی 89، دی 1403، صفحه 313-326 | ||
| نوع مقاله: فراورده های مرکب چوب | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwpr.2024.366849.1780 | ||
| نویسندگان | ||
| آرش فرج پور رودسری* 1؛ سپیده ساسانیان2؛ اصغر تابعی3 | ||
| 1استادیار، گروه مهندسی علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد آستارا، ایران | ||
| 2دانش‌آموخته دکترای رشته صنایع چوب و فراورده‌های سلولزی، دانشگاه آزاد آستارا، ایران | ||
| 3استادیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، واحد آستارا، دانشگاه آزاد اسلامی، آستارا، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: در عصر حاضر پیشرفت فناوری به پیشرفت‌هایی که در زمینه مواد حاصل می‌شود، بستگی دارد. تولید کامپوزیتها گام بزرگی است که در راه تکامل مواد مهندسی برداشته شده است؛ زیرا با ترکیب فیزیکی دو یا چند ماده نه تنها ماده سبک‌تر و محکم‌تری به دست می‌آید بلکه حتی جایگزین مواد سنتی نیز می‌شود. این تحقیق با هدف مقایسه مقاومت مکانیکی و فیزیکی کامپوزیت‌های روکش شده با گلس بید (مهره‌های شیشه‌ای کوچک) و صدف، با یکدیگر و نیز انتخاب بهترین نمونه با وزن مخصوص سبک‌تر، استحکام مناسب‌تر و نصب آسان‌تر در نمای ساختمان انجام شده است. مواد و روش‌ها: نمونه‌ها با استفاده از موادی مانند آرد چوب راش و الیاف شیشه گرید E و زمینه رزین پلی‌استر غیراشباع ارتو و نانو رس مونت مورینولیت K10 و MEPK و کبالت 10% عامل ثابت و صدف غلتان دریای خزر ) Cerastoderma glaucum) و گلس بید عامل متغیر به روش لایه‌گذاری دستی تهیه گردید. از درصدهای متغیر گلس بید و صدف یا ترکیبی از هر دو بر روی کامپوزیت به‌صورت ژل کوت استفاده شد. 15 بلوک کامپوزیت به ابعاد 20×30×7/0 سانتی‌مترمکعب تهیه گردید. سپس کناره‌های اضافی سمباده زده شد. به مدت 2 ساعت در آون 120 درجه قرار داده شد و پس از خنک شدن وزن شد و ابعاد آن اندازه‌گیری گردید و به اندازه‌های مورد نیاز برش خورده و آزمون‌های لازم برای سنجیدن خواص فیزیکی و مکانیکی از قبیل میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت، خمش، کشش، ضربه و سایش بر روی نمونه‌ها براساس استاندارد ASTM با سه تکرار انجام شد، درنهایت با وزن مخصوص سنگ نمای ساختمان براساس مقررات ملی ساختمان مقایسه گردید. همچنین برای تجزیه‌وتحلیل و آنالیز داده‌ها از روش SAS9.6 استفاده گردید. روایی و پایایی آزمون نیز با توجه به داده‌های حاصل از آزمون و توسط نرم‌افزارSAS با دقت 99% محاسبه گردید و به‌صورت جدول تجزیه واریانس گزارش شد. نتایج: یافته‌های حاصل از این تحقیق نشان داد که در اثر پوشش کامپوزیت اولیه حاصل از ترکیب نانورس و آرد چوب راش و الیاف شیشه و رزین با 30% گلس بید، مقاومت کامپوزیت نسبت به ضربه افزایش یافت و هرچه میزان گلس بید در رویه افزایش یافت مقاومت کامپوزیت نسبت به ضربه نیز افزایش نشان داد. با پوشش 30% رویه کامپوزیت با صدف غلتان دریای خزر، مقاومت کامپوزیت نسبت به خمش و کشش در مقایسه با نمونه شاهد افزایش یافت. میزان سائیدگی در کامپوزیت‌های تهیه شده با 30% گلس بید و 30% صدف بعد از 200 دور سایش در مقایسه با دیگر نمونه‌ها کمتر بود. میزان واکشیدگی ضخامت در مدت 48 ساعت غوطه‌وری نمونه در آب نیز صفر بود. هرچند که میزان جذب آب در نمونه‌ها بسیار اندک بود، ولی براساس نتایج به‌دست‌آمده می‌توان گفت نمونه‌ها با میزان صدف بیشتر، در مقایسه با نمونه شاهد دارای جذب آب بالاتری می‌باشند. ابعاد نمونه‌ها 20×30×7/0 سانتی‌متر مکعب با وزن مخصوص نسبی (Specific Weight)برابر 9/1211 کیلوگرم بر مترمکعب بود. بیشترین وزن مخصوص در تیمارها مربوط به نمونه تیمار شده با لایه گلس بید 30 درصد با کد G180SH0 (p=1240 kg/m3) و کمترین وزن مخصوص مربوط به تیمار نمونه شاهد بدون لایه با کد (p=1192 kg/m3) G0SH0 بود، این در حالی است که کمترین وزن مخصوص سنگ با کاربرد نمای ساختمان متعلق به کوآرتز (p=2000 kg/m3) است. نتیجه‌گیری: به‌طورکلی می‌توان گفت کامپوزیت تهیه شده با رویه 30 درصد گلس بید از نظر سایش، مقاومت در برابر ضربه، استحکام و نیز عدم جذب آب، نسبت به سایر نمونه‌ها کیفیت بهتری را داراست. از مقایسه نسبی وزن مخصوص نمونه‌ها نیز می‌توان دریافت که با افزایش مخصوص میزان مقاومت در برابر ضربه و خمش افزایش می‌یابد، مانند نمونه G180SH0. درنهایت هدف تحقیق که تهیه کامپوزیتی مقاوم و سبک با کاربری نمای ساختمان بود، محقق گردید. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| نانو کامپوزیت؛ لایه‌گذاری دستی؛ گلس بید؛ صدف؛ الیاف شیشه | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Glass beads and shell on the physical and mechanical properties of polymer matrix nanocomposites reinforced with glass fibers and beech wood flour | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Arash Farajpour Roudsari1؛ Sepideh Sasanian2؛ Asghar Tabei3 | ||
| 1Associate Professor, Departman of wood and paper technology, Astara Branch, Islamic Azad University, Astara, Iran | ||
| 2Ph.D. Student in wood science and technology, Astara Branch, Islamic Azad University, Astara, Iran | ||
| 3Scientific member- Islamic Azad University, Astar Branch | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and Objective: In the present era, technological advancement depends on the progress made in the field of materials. The production of composites is a significant step towards the evolution of engineering materials. By physically combining two or more materials, not only is a lighter and stronger material obtained, but it also replaces traditional materials. This research aims to compare the mechanical and physical strength of composites coated with glass beads (small glass beads) and shells, with each other, and to select the best sample with lighter specific weight, better strength, and easier installation for building facades. Materials and Methods: The samples were prepared using materials such as beech wood flour, E-grade glass fibers, ortho unsaturated polyester resin matrix, montmorillonite K10 nanoclay, MEPK, 10% cobalt as a constant factor, Caspian Sea rolling shell (Cerastoderma glaucum), and glass beads as a variable factor, using the hand lay-up method. Variable percentages of glass beads and shells, or a combination of both, were used on the composite as a gel coat. Fifteen composite blocks with dimensions of 0.2*0.3*0.007 cubic meters were prepared. The excess edges were then sanded. The blocks were placed in an oven at 120 degrees for 2 hours, and after cooling, they were weighed and their dimensions measured. They were cut to the required sizes, and necessary tests to measure physical and mechanical properties such as water absorption, thickness swelling, bending, tension, impact, and abrasion were conducted on the samples based on ASTM standards with three repetitions. Finally, the specific weight was compared according to national building regulations. For data analysis, the SAS9.6 method was used. The validity and reliability of the test were calculated with 99% accuracy based on the test data and reported as an analysis of variance table using SAS software. .Results: The findings of this research showed that the initial composite coating made from a combination of nanoclay, beech wood flour, glass fibers, and resin with 30% glass beads increased the composite’s impact resistance. The more glass beads were added to the coating, the higher the impact resistance of the composite. With a 30% coating of Caspian Sea rolling shell on the composite surface, the composite’s resistance to bending and tension increased compared to the control sample. The abrasion rate in composites prepared with 30% glass beads and 30% shell was lower after 200 cycles of abrasion compared to other samples. The thickness swelling rate after 48 hours of immersion in water was zero. Although the water absorption rate in the samples was very low, it can be said that samples with a higher amount of shell had higher water absorption compared to the control sample. The dimensions of the samples were 0.007*0.2*0.3 cubic meters with a specific weight of 1211.9 kg/m³. The highest specific weight in the treatments was related to the sample treated with a 30% glass bead layer coded G180SH0 (p=1240 kg/m³), and the lowest specific weight was related to the untreated control sample coded G0SH0 (p=1192 kg/m³). Meanwhile, the lowest specific weight of stone used for building facades belongs to quartz (p=2000 kg/m³). Conclusion: Overall, it can be said that the composite prepared with a 30% glass bead coating has better quality in terms of abrasion, impact resistance, strength, and non-water absorption compared to other samples. From the relative comparison of the specific weight of the samples, it can also be inferred that with an increase in specific weight, the resistance to impact and bending increases, as seen in the G180SH0 sample. Ultimately, the research objective of preparing a strong and lightweight composite for building facade applications was achieved. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Nanocomposite, hand Lay-Up, glass bead, shellfish, glass fiber | ||
| مراجع | ||
|
-American Society for Testing and Materials. ASTM. 2013. Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics, ASTM D 638-22. Annual book of ASTM standards. Philadelphia.
-American Society for Testing and Materials. ASTM. 2013. Standard test method for flexural properties of unreinforced and reinforced plastics and electrical insulating materials. ASTM D747-10. Annual book of ASTM standards. Philadelphia.
-American Society for Testing and Materials. ASTM, 2011. Standard Test Methods for Determining the Izod Pendulum Impact Resistance of Plastics ASTM D256-02.Annual book of ASTM standard, Philadelphia.
-American Society for Testing and Materials. ASTM. 2022. Standard test method for Standard Test Method for Water Absorption of Plastics ASTM D 570-98. Annual book of ASTM standards. Philadelphia.
-Beheshty, M.H. and Rezadoust, A.M., 2005. Reinforced Plastics (Poymer Camposites) Iran Polymer & Petrochemical Institute of Iran, Tehran, 446 p.
-Biaziyat, A.R., Jamali Rad, L., Hejazi, S. and Aminian, H.A., 2013. The use of lignocellulosic materials in the manufacture of plastic wood, a new solution in the field of wood and industry, Abestracts of the 1th National Conference on Natural, Resources Management, SID. Iran, 27 February 2014, 1-8
-Fernandes, L. J., Vinay, B.U., Prakasha, K. and Ajago, P., 2013. Shellfish shell as a Bio-filler: Preparation, characterization and its effect on the mechanical properties on glass fiber reinforced polymer matrix composite 1, 2 Assistant Professor, Mechanical Engineering, Sahyadri College of Engineering and Management, Mangalore, India. The International Journal of Engineering and Science (IJES), Volume 3, Issue 8, Page 23-26, ISSN (e): 2319 – 1813 ISSN (p): 2319 – 1805
-Iranian National Standardization Organization. INSO.5699, 2017. Dimension stone- Determination of absorption and bulkspecific gravity-Test method, 2nd. Revision.
-Iranian National Standardization Organization. INSO.14980, 2021. Organic coatings – Determination of Abrasion Resistance by the Taber Abraser – Test method, Identical with ASTM D4060:2019
-Jalili, M.M., Pirayeshfar, A.S. and Mousavi, S.L., 2012. A Study on Tensile Behavior and Water Uptake of Wood Powder-Composites Based on Epoxy and Unsaturated Polyester Resins, Iranian Journal of Wood and Paper Industries, Vol. 3, No.2, 141-156p
-Kholil, A., Dwiyati, S.T., Syaefuddin, E.A., Pratama, R.H. and Putra, D.R.P., 2022. Natural Fiber Composites from Coconut Fiber, Wood Powder, and Shellfish Shell of Centrifugal Clutch Materials, Automotive Experiences, Vol. 5 No.2 (2022) pp. 111-120, p-ISSN: 2615-6202 e-ISSN: 2615-6636.
-Kord B., 2009. Investigation on The Effects of Nanoclay Particles on Mechanical Properties of Wood Polymer Composites Made of High Density Polyethylene-Wood Flour,Vol 25,No 1,91-101p
-Martinovic, M., Bego, M., Kukavicic, I.L., Obucina, M. and Hajdarevic, S., 2023. Physical and Mechanical Properties of a New Bio-Composite Material Based on Seashells for Use in Furniture Making Journal of Ecological Engineering 2024, 25(3), 1–11,https://doi.org/10.12911/22998993/176146 ISSN 2299–8993, License CC-BY 4.0
-Mohammadian Gazaz, S., Heidarian, H. and Barghmadi, M., 2021. Study on the Polymerization, Curing, and Mechanical Properties of Unsaturated Polyester Nanocomposite: Effect of Monomers Ratio and Nanosilicate Concentration, Nashrieh Shimi va Mohandesi Shimi Iran (NSMSI), Vol. 40, No2, 1-14p.
-Nourbakhsh, A., 2015. The potential of agricultural residue fibers and mineral material in wood plastics composites production. Iranian journal of wood and paper science research, 30(2):220-229
-Zarea Hosseinabadi, H., Ataefar, A., Afshar Taremi, F. and Azizi, M., 2021. Effect of Blending Butylacrylate with Unsaturated Polyester Resin on Toughness of Matrix and Mechanical Properties of Kenaf and Glass Fiber- based composites, Iranian Journal of Wood and Paper Industries, Vol. 11, No. 4, 669-682.
-Zhang, Z.Q., Liu, B. and Lei, H.F., 2012. Effect of fiber arrangement on mechanical properties of short fiber reinforced composites, Composites Science and Technology Journal.506-514p
-Zhao,Y.,Wang, K.,Zhu, F., Xue, P. and Jia, M., 2006. Properties of poly (vinylchloride)/woodflour/ montmorillonite composites: Effects of coupling agents and layered silicate. Journal of polymer Degradation and stability, Vol 91, 2874-2883p
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 45 |
||