بررسي مقايسه هاي اثر باگاس و كلش برنج تيمار شده روي ويژيگي هاي فيزيكي و مكانيكي چند سازه هاي تقويت شده با الياف طبيعي

Comparative investigation of treated bagasse and rice straw on physical and mechanical properties of natural fiber reinforced composites (NFRC)

در اين پژوهش اثر ماده ليگنوسلولزي بر ويژگي هاي فيزيكي و مكانيكي چند سازه هاي چوب پلاستيك مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور ماده ليگنوسلولزي در چهار نوع آرد خمير كاغذ هاي سولفيت قليايي- آنتراكينون، مونو اتانول آمين، سودا - آنتراكينون و شيميايي - مكانيكي با پلي اتيلن سنگين (HDPE) مخلوط گرديد و مالئيك انيدريد پلي پروپيلن به عنوان ماده سازگار كننده (جفت كننده) در يك سطح ثابت و برابر با 5% وزني مورد استفاده قرار گرفت. نسبت ماده زمينه (پلي اتيلن سنگين) به ماده ليگنوسلولزي 60 به 40 در نظر گرفته شد. نمونه هاي نهايي پس از تركيب در يك اكسترودر دو ماردونه، گرانول گيري و در ادامه با استفاده از روش قالبگيري تزريقي تهيه و براي انجام آزمايشات آماده شدند. مقاومت هاي مكانيكي چند سازه هاي توليد شده شامل مدول خمشي و كششي، مقاومت خمشي و كششي، مقاومت به ضربه فاق دار و خواص فيزيكي شامل جذب آب و واكشيدگي ضخامت پس از 24 ساعت طبق استاندارد هاي ASTM اندازه گيري شدند. نتايج نشان داد كه تيمارهاي شيميايي در مقايسه با ماده ليگنوسلولوزي خام به ترتيب باعث افزايش و كاهش مدول الاستيسيته خمشي در چندسازه هاي تقويت شده با باگاس و كلش برنج شدند. درحاليكه تيمارهاي اشاره شده منجر به افزايش مدول الاستيسيته كششي در چندسازه هاي تقويت شده با هر دو نوع ماده ليگنوسلولوزي شد. مقاومت خمشي و كششي چندسازه هاي حاوي باگاس بيشتر از چند سازه هاي تقويت شده با كلش برنج بود و تاثير تيمارها نيز بر روي باگاس بيشتر از كلش برنج بود. چندسازه هاي حاوي كلش برنج مقادير مقاومت به ضربه، جذب آب و واكشيدگي ضخامت بيشتري را در مقايسه با چند سازه هاي تقويت شده با باگاس از خود نشان دادند. همچنين تيمارهاي انجام شده باعث كاهش جذب آب و واكشيديگي ضخامت در چندسازههاي حاوي هر دو نوع ماده ليگنوسلولوزي شد.

This study investigated the effects of lignocellulosic materials (bagasse and rice straw) and four pulping processes as fiber’s treatment on physical and mechanical properties of natural fiber reinforced composites. lignocellulosic material in form of pulp flour (alkaline sulfite anthraquinone, soda anthraquinone, monoethanolamine, and chemical–mechanical pulping), 5 wt.% maleic anhydride polyethylene as coupling agent and High-density polyethylene (HDPE) were used to produce bio-composites by injection molding process. Polymer-to-fibers ratio for all reinforced composites was 60:40 wt.%. Mechanical properties including tensile properties, flexural properties, notched Izod impact strength and physical properties such as water absorption and thickness swelling were evaluated according to ASTM standards. The results showed that treated fibers compared to untreated fibers led to increase and decrease of flexural modulus in bagasse and rice straw reinforced composites, respectively. On the other hand, these treatments increased tensile modulus of both bagasse and rice straw reinforced composites. The results indicated that flexural and tensile strength of bagasse composites were significantly higher than rice straw composite. In contrast, rice straw composites showed higher impact strength, water absorption (WA), and thickness swelling (TS) in comparison with bagasse reinforced composites. The four pulping processes decreased WA and TS of both lignocellulosic composites.