بررسي اثر اصلاح ايزوسياناتي الياف چوب بر روي خواص فيزيكي-مكانيكي و نمودار گشتاور سنجي كامپوزيت چوب-پلي اتيلن

Investigating the effect of isocyanate modification of wood fiber on the physical- mechanical properties and torque rheometry of wood- polyethylene composite

كامپوزيت هاي چوب-پلاستيك داراي كاربردهاي زيادي در صنايع خودرو، ساختمان و مبلمان مي باشند. اما اغلب پليمرها بخصوص ترموپلاستيك ها موادي غيرقطبي بوده و با الياف قطبي چوب ناسازگارند. اين پديده منجر به چسبندگي ضعيف در فصل مشترك الياف و ماتريس مي گردد. هدف از اين تحقيق، بهبود چسبندگي ميان الياف و ماتريس، از طريق اصلاح شيميايي سطح الياف مي باشد. بدين منظور، از تولوين دي ايزو سيانات جهت فعال سازي سطح الياف استفاده شد و در مرحله بعد جهت تشكيل يك ساختار هسته-پوسته مانند، الياف فعال شده، با ستيل الكل وارد واكنش گرديد. جهت بررسي اثر اصلاح، كامپوزيت هايي حاوي 30% وزني الياف، در سه نوع اصلاح نشده و اصلاح شده با 10% و 20% وزني عوامل اصلاح، تهيه شد. نتايج حاصل از آزمون كشش (مدول، استحكام، تنش تسليم و ازدياد طول تا تسليم)، جذب آب و نمودار گشتاور سنجي به صورت تابعي از درصد اصلاح بررسي گرديد و بهبود فصل مشترك كامپوزيت ها نيز به وسيله تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي دنبال شد. نتايج نشان داد كه با افزايش درصد اصلاح مقدار مدول، استحكام و تنش تسليم افزايش يافته و جذب آب كاهش مي يابد ولي بر ازدياد طول تا تسليم تاثير چنداني ندارد. تصاوير نيز بيانگر بهبود فصل مشترك كامپوزيت ها مي باشد.

Wood plastic composites are ideal in many applications such as furniture, components and automotive industry. However, most polymers especially thermoplastics are non-polar (hydrophobic) substances which are not compatible with polar (hydrophilic) wood fibers. This results in a poor adhesion between polymers and wood fiber. The aim of this study is to improve the adhesion properties by chemically modifying the wood fiber surface to enhance its miscibility within the plastic matrix. This was achieved by using toluene diisocyanate (TDI) linker to couple the wood fiber with either cetyl alcohol. To investigate the effect of modification, composites containing 30% wt of wood was prepared. The effect of modification in two levels (10% and 20%) was studied on physical-mechanical properties of WPC. Torque rheometry diagram and Scanning electron microscopy (SEM) were studied. The data showed an increase in the modulus, strength and a decrease in the water absorption with increase of wood fiber modification while there is no considerable change in the elongation-at-yield. SEM spectra showed that the modification improve the interfacial adhesion between two phases in WPC.