استفاده از دو نوع پليمر ضايعاتي و الياف باگاس در ساخت چندسازه چوب پلاستيك- نانو رس

The utilization of two recycled polymers and bagasse fiber in wood plastic nano / clay composites production

در اين تحقيق از دو نوع پليمر ضايعاتي به همراه نانو ذرات رس در ساخت چندسازه / چوب پلاستيك استفاده شد. اثر دو پليمر ضايعاتي (پلي‌پروپيلن و پلي اتيلن با دانسيته بالا) و سه سطح الياف باگاس (25 ، 35 و 45 درصد) به‌عنوان عوامل متغير در نظر گرفته شد. مقدار ذرات نانو رس و سازگاركننده در سطح 2 درصد وزني به‌عنوان عوامل ثابت در نظر گرفته شدند. ويژگي‌هاي مقاومت‌كششي، خمشي و ضربه مطابق با آيين‌نامه استاندارد ASTM اندازه‌گيري گرديد. همچنين براي تفسير بهتر نتايج عكس‌برداري الكتروني پويشي (SEM) و عكس‌برداري الكتروني انتقالي (TEM) و پراش اشعه ايكس (XRD) انجام شد. با استفاده از آزمون فاكتوريل دو عامله در قالب بلوك‌هاي كاملاً تصادفي تجزيه و تحليل آماري انجام شد و مقايسه ميانگين‌ها با استفاده از آزمون چند دامنه‌اي دانكن (DMRT) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه استفاده از 35 درصد الياف باگاس سبب افزايش مقاومت و مدول‌كششي، مقاومت و مدول خمشي نسبت به استفاده از 25 و 45 درصد الياف باگاس گرديد. همچنين با استفاده از 25 درصد الياف باگاس مقاومت به ضربه چندسازه داراي افزايش محسوسي نسبت به 35 و 45 درصد الياف باگاس شد. نتايج نشان داد كه استفاده از ضايعات پلي اتيلن با دانسيته بالا (rHDPE) سبب افزايش مقاومت‌كششي، مدول خمشي و مقاومت به ضربه نسبت به ضايعات پلي‌پروپيلن(rPP) گرديد. بررسي نوع فازها و ريخت‌شناسي چندسازه نانو چوب پلاستيك به كمك طيف پراش اشعه ايكس و ميكروسكوپ الكتروني نشان داد كه تشكيل ساختارهاي بين لايه‌اي (Intercalation) قابل تشخيص است. واژه‌هاي كليدي: چند‌سازه، الياف باگاس، ضايعات پليمري، ويژگي‌هاي مقاومتي و عكس‌برداريSEM ، پراش اشعه ايكس.

Two recycled polymers (rHTPE and rPP) combined with baggase fibers were used as the reinforcing material to improve the mechanical properties of wood plastic nanoclay composite. The amount of baggase fibers varied at three levels (25, 35 and, 45 percent). Two recycled polymers (rPP and rHDPE) were used as polymer matrix. Tensile, flexural and impact strength properties were measured according to ASTM standard tests. Scanning electron microscopy (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD) was performed to interpret the results. The results were statistically analyzed using factorial experimental under completely randomized block design and the averages were compared using DMRT. The application of 35 percent bagasse fibers as compared with 25 and 45 percent increased the strength of wood plastics composites. However, higher impact strength was reached using 25% bagasse fibers as compared with either 35 or 45% bagasse fibers. rHDPE nano-clay composite showed higher tensile, flexural and impact properties compared with rPP. Imaging the morphology of nano-clay by X-Ray diffraction and scanning electron microscopy showed the distribution of nano-clay particles in polymer structure and intercalation was observed. Key words: Composite, baggase fibers, recycled PP, HDPE, nano-clay, strength properties, SEM, XRD.