بررسی اثر ذرات نانوخاک رس و عمل آوری گرمایی با ریزموج بر خواص مکانیکی نانوکامپوزیت گرد MDF - پلی پروپیلن

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

چکیده

در این پژوهش، اثر عمل آوری گرمایی تابش ریزموج بر خواص مکان کیی و شکل شناسی نانوکامپوزیت های گرد تخته فیبر با چگالی متوسط ) MDF  (- پلی پروپیلن بررسی شده است. بدین منظور، نانوخاک رس کلویزیت Cloisite 15A) 15A ( در سه سطح وزنی 2، 4 و % 6 بهک ار گرفته شد. از پلی پروپیلن ) PP ( به عنوان ماده زمینه و مالئ کی انیدرید پیوند یافته با پلی پروپیلن ) ) MAPP نیز به مقدار 4 وزنی به عنوان عامل جفت ک  ننده استفاده شد. همچنین، ماده لیگنوسلولوزی استفاده شده در این پژوهش گرد حاصل از سمباده زنی سطح تخته های MDF )سطح %50 وزنی( بود. نمونه های آزمون با استفاده از اکسترودر دوپیچی به شکل گرانول تهیه شدند. سپس، با چگالی اسمی 1 g/cm3 در ابعاد 30×20×1 cm با استفاده از روش پرس گرم تهیه شدند. آزمون خمش طبق استاندارد 1– CEN/TS 15534 و آزمون ضربه مطابق با استاندارد ASTM D4495 انجام شد. برای بررسی شکل شناسی و فاصله لایه های سیل کیات ) d001  ( در کامپوزیت های تهیه شده، از آزمون های پراش پرتو XRD) X ) و م کیروسکوپ الکترونی پویشی ) FE-SEM ( استفاده شد. نتایج نشان داد، بیشترین استحکام خمشی، مدول خمشی و استحکام ضربه ای در سطح 2 درصد وزنی ذرات نانوخاک رس به دست می آید. خواص مکان کیی نمونه های عمل آوری شده با تابش ریزموج نیز نسبت به سایر نمونه های آزمون )عمل آوری نشده با تابش ریزموج( بهتر بود. همچنین، مطالعات پراش پرتو نشان داد که افزایش فاصله بین صفحات خاک رس در نمونه های کامپوزیت با ساختار بین لایه ای است. نتایج  FE-SEM نشان داد، در نانوکامپوزیت های عمل آوری شده، ذرات گرد MDF به طور بهینه تر با فاز زمینه پلیمری تر یکب شده و عمل دربرگرفتن ذرات به وسیله پلیمر بهتر انجام شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Nanoclay and Microwave Thermal Treatment on Mechanical Properties of MDF Dust-PP Nanocomposite

نویسندگان [English]

  • Arash Chavooshi
  • Mehrab Madhoushi
  • Amir Mootab Saei
  • Alireza Shakeri
چکیده [English]

The effect of microwave thermal treatment on mechanical properties of composites made from MDF dust-polypropylene was investigated. In this regard, nanoclay (Cloisite 15A) was added in three different (2, 4 and 6 %wt) levels into the composites. Furthermore, polypropylene (PP) was used as a matrix material and maleic anhydride-grafted polypropylene (MAPP) was used as coupling agent at 4%wt. The medium density fibreboard (MDF) dust was used as lignocellulosic material in the present study. Test samples were made, using extrusion process (twin screw), as granules. Then, samples with dimensions 30×20×1 cm were prepared with 1 g/cm3 nominal density for the polymer composites using hot pressing method. The bending strength and impact strength were measured according to the technical specifications CEN/TS15534:2007 and D-4495 regulation of ASTM standard, respectively. Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and X-ray diffraction (XRD) techniques were employed to evaluate the extent of intercalation and exfoliation of silicate layers in the nanocomposites. Finally, the mechanical tests of flexural strength, flexural modulus and impact strength were performed on the samples. The results showed that the highest flexural strength, flexural modulus and impact strength were obtained at level 2 wt% nanoclay particles. The mechanical strength of the samples that were treated by microwave radiation was the highest. Also, X-ray diffraction studies showed increases in the interlayer spacing of silicate layers and intercalation of polymer chains between the clay layers. Scanning electron microscopy results showed that in the nanocomposites treated by microwave radiation, MDF dust was desirably compounded with thermoplastic materials.

کلیدواژه‌ها [English]

  • microwave radiation
  • Nanoclay
  • MDF dust
  • composite
  • mechanical test