ساخت كامپوزيت اپوكسي- الياف خرما با هدف بهبود خواص مكانيكي

Fabrication of Epoxy-date Fiber Composite with the Aim of Improving Mechanical Properties

يكي از چالش هاي پيش رو در ساخت كامپوزيت هاي الياف طبيعي، چسبندگي الياف به زمينه است. از آنجاكه بهبود چسبندگي بين الياف و ماتريس سبب تغيير خواص مكانيكي كامپوزيت هاي طبيعي مي شود، اصلاح سطح الياف مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش اثر چسبندگي و اصلاح سطح الياف خرما در بهبود خواص مكانيكي اعم از كشش، خمش و ضربه مورد بررسي قرار گرفت. اصلاح سطح روي الياف نخل خرما با استفاده از دو ماده شيميايي سديم كلريت و سديم هيدروكسيد انجام شد. الياف در چهار گروه 1-سديم هيدروكسيد، 2-سديم كلريت، 3-سديم كلريت سپس سديم هيدروكسيد و 4-سديم هيدروكسيد سپس سديم كلريت اصلاح سطح شدند. با ساخت نمونه هاي مختلف و انجام آزمون هاي استاندارد مكانيكي (كشش، خمش و ضربه) و آزمون هاي ميكروسكوپ الكترونيكي (SEM)، آناليز حرارتي (TGA)، كشش ليف، بيرون كشيدگي ليف از ماتريس (Pull out) اثرات گروه هاي مختلف بر بهبود چسبندگي و خواص مكانيكي كامپوزيت ها مورد بررسي و راستي آزمايي قرار گرفت. نتايج نشان داد ليف اصلاح سطح شده با سديم كلريت در برابر كشش، بيرون كشيدگي ليف از ماتريس و تخريب ناشي از افزايش دما در مقايسه با ساير الياف مقاومت بيشتري از خود نشان مي دهد. همچنين، نتايج آزمون هاي مكانيكي حكايت از افزايش و بهبود استحكام كششي نمونه هاي تقويت شده با الياف اصلاح سطح شده با سديم هيدروكسيد و بيشترين استحكام خمشي با الياف اصلاح سطح شده با سديم كلريت و كاهش استحكام ضربه با الياف اصلاح سطح شده در هر چهار گروه داشته است.

One of the leading challenges in the fabrication of natural fiber composites is the adhesion of the fibers to the matrix. Since improving the adhesion between the fibers and the matrix changes the mechanical properties of natural composites, fiber surface modification has been considered. In this study, the effect of adhesion and surface treatment of date fibers on improving mechanical properties (tension, bending, impact) was investigated. Surface treatment was performed on date palm fibers using two chemicals, sodium chloride, and sodium hydroxide. These fibers were modified in four groups with sodium hydroxide, sodium chloride, sodium chloride, then sodium hydroxide, and finally sodium hydroxide, then sodium chloride. By making different samples and performing standard mechanical tests (tensile, impact bending) and electron microscope (SEM) tests, thermal analysis (TGA), fiber tension, fiber extrusion from the matrix (Pull out) the effects of different groups on improving the adhesion and mechanical properties of composites was examined and verified. The results showed that the surface treatment fiber with sodium chloride showed more resistance against stretching, extrusion of the fiber from the matrix, and degradation due to temperature increase compared to the fiber without surface treatment and with surface treatment. Also, mechanical tests on composites showed an increase and improvement in tensile strength of samples reinforced with sodium hydroxidemodified fibers, and the highest flexural strength with sodium-chloridemodified fibers and a decrease in impact strength with surface treatment fibers in all four groups.