بررسي تأثير نوع و مقدار ماده فوم زاي شيميايي بر خواص مكانيكي ديناميكي چندسازه حاصل از پلي اتيلن سنگين – الياف كتان

Influence of type and content of chemical foaming agent on the dynamic mechanical properties of high density polyethyleneflax fiber composites

اين پژوهش با هدف ارزيابي بررسي تأثير نوع و مقدار ماده فوم زاي شيميايي بر خواص مكانيكي ديناميكي چندسازه حاصل از پلي اتيلن سنگين – الياف كتان انجام شد. چندسازه ها با استفاده از فرايند اختلاط در يك مخلوط كن داخلي تهيه و سپس به روش تك مرحله اي (Batch) فوم شدند. دو نوع ماده فوم زاي شيميايي شامل آزو دي كربن آميد و بي كربنات سديم در سه سطوح 0، 2 و phr 4 مورد استفاده قرار گرفت. مقدار الياف كتان و سازگاركننده در تمام تيمارها به ترتيب 60 درصد و phr 2 ثابت در نظر گرفته شد. آزمون هاي استاتيك شامل خمش و كشش بر روي نمونه ها انجام گرفت. خواص مكانيكي ديناميكي چندسازه ها شامل مدول ذخيره، مدول اتلاف و فاكتور اتلاف در دامنه دمايي 60 تا 150+ درجه سانتي گراد با نرخ حرارت دهي 5 درجه سانتي گراد و فركانس 1 هرتز مورد مطالعه قرار گرفت. ريخت شناسي نمونه ها نيز با عكسبرداري توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه ماده فوم زاي شيميايي باعث افزايش اندازه سلول و كاهش دانسيته سلول و خواص مكانيكي چندسازه ها مي شود. از طرفي، كمترين ميزان استحكام مكانيكي در چندسازه فوم شده با بي كربنات سديم مشاهده شد. تصاوير SEM مويد آن است كه نوع و مقدار ماده فوم زاي شيميايي تأثير قابل ملاحظه اي بر كاهش دانسيته چندسازه فوم شده دارد. با افزايش مقدار ماده فوم زاي شيميايي، مدول ذخيره و مدول اتلاف نمونه‌ها كاهش يافت. در حالي كه فاكتور اتلاف با افزودن ماده فوم زاي شيميايي به چندسازه افزايش مي يابد. چندسازه هاي فوم شده با آزو دي كربن آميد در مقايسه با بي كربنات سديم، مدول ذخيره بالاتري را نشان داد.

This study aims to evaluate the influence of type and content of chemical foaming agent on the dynamic mechanical properties of high density polyethyleneflax fiber composites. Composites were prepared via melt mixing in an internal mixer, and then foamed using singlestage batch foaming method. Two type of chemical foaming agents including azodicarbonamide (ADC) and sodium bicarbonate (SB) were considered at three levels of 0, 2 and 4 per hundred resins (phr). The amount of flax fiber and coupling agent for all formulations was fixed at 60% and 2 phr, respectively. Static mechanical tests including flexural and tensile were performed on samples. The dynamic mechanical properties such as storage modulus, loss modulus and damping factor of composites were investigated in the temperature range of 60 to 150 0C at a step of 5 0C and frequency of 1 Hz. Morphology of the samples was also evaluated by scanning electron microscopy (SEM). Results indicate that the chemical foaming agent substantially increased cell size and reduced cell density and mechanical strength of composites. Moreover, the lowest mechanical strength was observed in foamed composites with SB. SEM confirmed that the type and content of chemical foaming agent had significant influence on density reduction of foamed composites. Finally, by increase in the chemical foaming agent content, the storage modulus and loss modulus of samples decreased. However, on addition of chemical foaming agent to composites, the damping factor was increased. Foamed composites prepared with ADC exhibited inferior storage modulus compared than the SB.