جذب آب و واكشيدگي ضخامت طولاني مدت و تعيين مشخصه‌هاي آن‌ ها در نانوكامپوزيت‌هاي آرد چوب/پلي‌پروپيلن/نانو سيليس

Longterm water absorption and thickness swelling and determine their characteristics in wood flour/polypropylene/Nano SiO2 nanocomposite

اين تحقيق با هدف بررسي تاثير نانو سيليس بر جذب آب و واكشيدگي ضخامت طولاني مدت، ضريب انتشار رطوبت و نرخ واكشيدگي ضخامت نانوكامپوزيت چوب پلاستيك انجام گرديد. براي اين منظور آرد چوب با نسبت وزني 60 درصد با پلي‌پروپيلن به همراه phc 2 جفت‌كننده انيدريد مالئيك جفت شده با پلي‌پروپيلن در داخل دستگاه مخلوط‌كن داخلي مخلوط گرديد. نانو سيليس نيز با نسبت‌هاي وزني 0، 1، 3 و phc 5 به عنوان تقويت‌كننده مورد استفاده قرار گرفت. در نهايت نمونه‌هاي آزموني با استفاده از دستگاه تزريق ساخته شدند. سپس جذب آب و واكشيدگي ضخامت طولاني مدت نمونه‌ها طي 1848 ساعت مطابق با استاندارد ASTM اندازه‌گيري شدند. ضريب انتشار رطوبت و نرخ واكشيدگي ضخامت به منظور بررسي دقيق‌تر رفتار جذب آب و واكشيدگي ضخامت طولاني مدت نانوكامپوزيت‌هاي چوب پلاستيك نيز محاسبه گرديد. جهت اطمينان از ايجاد پيوند هيدروژني بين گروه‌هاي هيدروكسيل ذرات نانو سيليس با گروه‌هاي هيدروكسيل آرد چوب از طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز استفاده گرديد. نتايج نشان داد كه رفتار جذب آب نانوكامپوزيت مورد مطالعه مطابق با قانون فيك است بعلاوه با افزايش نانو ذرات سيليس، جذب آب و واكشيدگي ضخامت طولاني مدت و ضريب انتشار رطوبت در نانوكامپوزيت چوب پلاستيك كاهش يافت. نتايج طيف سنجي مادون قرمز نيز حاكي از وجود پيوند هيدروژني بين نانو سيليس و آرد چوب بود. تجزيه و تحليل آماري نشان داد كه بعد از 1848 ساعت غوطه‌وري، نانو سيليس در سطح اطمينان 99 درصد بر جذب آب و واكشيدگي ضخامت تاثير معني‌داري داشت به طوري‌كه تيمار حاوي 5 درصد نانو سيليس به عنوان تيمار برتر انتخاب شد.

The objective of this study was to investigate the effect of nano SiO2 on longterm water absorption and thickness swelling, humidity coefficient diffusion and thickness swelling rate of wood plastic composite. For this purpose, 60% wood flour, 40% polypropylene, 2 per hundred compound (phc) MAPP in internal mixer (HAAKE) were mixed. Nano SiO2 with 0, 1, 3 and 5 (phc) ratios as a reinforcing was used too. Finally test samples were fabricated by using the injection molding machine. Then longterm water absorption and thickness swelling for 1848 hours according to the ASTM standard on the samples were measured. Humidity coefficient diffusion and thickness swelling rate for closer look longterm water absorption and thickness swelling behavior in wood plastic nanocomposite were calculated too. For ensure to the formation of hydrogen bonds between hydroxyl grope of SiO2 nanoparticles with hydroxyl grope of wood flour form Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy tests was used. The results showed that water absorption behavior of nanocomposite is according to Fick's law, in addition with increasing to SiO2 nanoparticles, longterm water absorption and thickness swelling and humidity coefficient diffusion in wood plastic nanocomposite decreased. The results of infrared spectroscopy showed that hydrogen bond between the nano SiO2 and wood flour confirmed. Statistical analysis showed that after 1848 hours of immersion, nano SiO2 showed a significant effect at a confidence level of 99% on water absorption and thickness swelling, so the sample with 5% silica nanoparticles was chosen as the best treatment.