بررسي اثر الياف ضايعاتي پلي استر بر خواص مكانيكي و حرارتي فراورده هاي چوب پلاستيك

Effects of waste polyester fibers on the mechanical and thermal properties of WPC products

این تحقیق با هدف بررسی اثر الیاف مصنوعی ضایعاتی از نوع پلی‌استر در بهبود خواص مكانیكی و حرارتی چندسازه‌های چوب پلاستیك انجام شد. دو نوع الیاف پلی‌استر (الیاف فرش و الیاف پولیش)، پلی‌اتیلن سنگین به همراه 40 درصد وزنی آرد چوب صنوبر، 2 درصد وزنی پلی‌اتیلن پیوند خورده با مالئیك انیدرید (MAPE) و اتیلن گلیسایدل كوپلیمر (E-GMA) به عنوان مواد جفت كننده مورد استفاده قرار گرفتند. پس از دو مرحله اختلاط، گرانول‌های حاصل، در مرحله‌ بعد توسط پرس گرم با دمای 160 درجه‌ ‌سانتیگراد و فشار 10 مگاپاسكال، به تخته‌های آزمونی با ابعاد 7/0×20×20 سانتیمتر تبدیل شدند. نتایج حاصل از -اندازه‌گیری ویژگی‌های مكانیكی نمونه‌ها نشان دادند كه با افزایش میزان پلی‌استر (الیاف فرش و الیاف پولیش)، مدول‌الاستیسیته‌ كششی چند‌سازه‌ چوب پلاستیك كاهش و مدول‌الاستیسیته خمشی آن افزایش می‌یابد. همچنین با افزایش میزان الیاف فرش، مقاومت‌های كششی و خمشی چندسازه چوب پلاستیك – الیاف فرش افزایش یافته كه حداكثر مقاومت خمشی در نمونه حاوی 20 درصد وزنی الیاف فرش می‌باشد. اما در مورد الیاف پولیش، مقدار 10 درصد وزنی آن، حد بهینه در افزایش مقاومت خمشی و كششی چندسازه چوب پلاستیك – الیاف پولیش است. سپس بر روی چندسازه‌های حاوی میزان بهینه الیاف پلی‌استر (10 درصد الیاف پولیش و 20 درصد الیاف فرش) در افزایش مقاومت‌های مكانیكی، آزمون‌های DSC و TGA جهت تجریه و تحلیل رفتار حرارتی این چندسازه‌ها انجام شد. نتایج حاصل از آزمون‌های حرارتی نشان دادند كه با افزودن الیاف پلی‌استر به چندسازه چوب پلاستیك، درصد كریستالیسیته، دمای كریستالی شدن، دمای شروع تخریب و پایداری حرارتی چندسازه كاهش می‌یابند. بررسی ریخت‌شناسی توسط میكروسكوپ الكترونی بیان كننده این است كه با افزایش درصد الیاف پلی‌استر، سطوح شكست متراكم‌تر و هموارتر و پیوستگی بین مواد تشكیل دهنده چندسازه بیش‌تر می‌شود.

This study has been undertaken to investigate effects of synthetic waste fibers of polyester in improving mechanical properties of wood plastic composites. Two types of polyester fibers (carpet fibers and polish fibers), high density polyethylene along with 40 wt% wood flour of populus, 2 wt% of maleic anhydride grafted polyethylene (MAPE) and ethylene- glycidyl methacrylate copolymer (E-GMA) as coupling agent were used. After two-stage mixing, resulted granules were hot pressed (at160℃, under 10 Mpa pressures) to produce test boards measuring 20×20×0.7 cm in dimensions. Results from measurement of mechanical properties of the samples have shown that with increasing the amount of polyester fibers (carpet fibers and polish fibers), tensile modulus of elasticity of wood plastic composites decreases and increases his flexural modulus of elasticity. Also by increasing amount carpet fibers, the tensile, flexural strengths of wood plastic composites-carpet fibers increases and the maximum of flexural strength is in a sample that contained 20 wt% carpet fibers. But about the plush fiber, 10 wt% of it is efficient for increasing the flexural and tensile strengths of wood plastic composites-plush fibers. Then on the composites contained the optimal polyester (polish fiber 10% and carpet fibers 20%) for increasing the mechanical strength, TGA and DSC testes for experience the thermal behavior of the composites were analyzed. Thermal analyses results have shown that with addition of polyester in the wood composite plastic, are reduced the percentage of crystallization, temperature of crystallization and the temperature of stability and degradation thermal of the composite.Morphologic study by Scanning Electron Microscopy indicates that with the increasing percentage of polyester fibers, is more denser and smoother the integration between the fracture surface of the composite material.