ساخت کامپوزیتهای هیبریدی چوب پلاستیک با الیاف ممتد و ارزیابی خواص مکانیکی آنها
چکیده
در این تحقیق، استحکام بخشی کامپوزیت های چوب پلاستیک در متداولترین فرآیند تولید آنها یعنی اکستروژن بررسی خواهد شد. نو آوری این رساله در تقویت بخشی با استفاده از روینگ های شیشه ممتد در داخل کامپوزیت چوب پلاستیک می باشد. بدین منظور ابتدا روینگهای شیشه به مذاب پلی اتیلن با استفاده از قالبی که در این تحقیق ساخته شده است، آغشته می شود. در این آزمایشها همچنین ضریب نفوذ پذیری پلی اتیلن مذاب در داخل روینگ شیشه اندازه گیری شد. سپس برای تولید کامپوزیت های هیبریدی یک دای با تغذیه عرضی ساخته شده است تا بتواند روینگهای شیشه آغشته شده از مرحله قبل را وارد مذاب چوب پلاستیک کند. متغیرهای این تحقیق عبارتند از: تعداد روینگ های شیشه (0-2-4-6)، درصد وزنی چوب (50-60-70)، وجود و عدم وجود پیوند دهنده بین چوب و پلاستیک. به استثنای کامپوزیت 50 درصد وزنی چوب (به دلیل ویسکوزیته پایین مذاب) در بقیه حالات کامپوزیتهای مطلوب تولید شده اند. برای ارزیابی خواص مکانیکی کامپوزیت های اکسترود شده از آزمونهای خمش، کشش و ضربه استفاده شده است. بیشترین بهبود در استحکام خمشی 132% و بالاترین استحکام خمشی بدست آمده mpa 84 می باشد. علاوه بر این شکست ناگهانی در نمونه های تقویت شده مشاهده نشد. نتایج آزمون کشش افزایش قابل توجهی نشان داده است بطوریکه بیشترین افزایش در استحکام کششی حدود شش برابر و بالاترین مقدار استحکام کششی mpa 72 به دست آمده است. بر خلاف آزمون خمشی، در بارگذاری کششی افزودن پیوند دهنده در برخی از کامپوزیت های تقویت شده نتیجه منفی داشته است. مقاومت به ضربه افزایش فوق العاده ای داشته بطوریکه در درصد وزنی چوب 60 و تعداد روینگ تقویتی شش، حدود 20 برابر شده است. همچنین رفتار کششی کامپوزیتهای چوب پلاستیک با روابط تئوری بررسی شده است. در پایان به منظور مقایسه اثر استحکام بخشی الیاف ممتد با الیاف غیر ممتد، روینگهای تقویت آغشته شده در سه طول 5، 15 و 25 میلیمتر بکار گرفته شده است. این آزمایشها در کامپوزیت 70 درصد وزنی چوب و با درصد وزنی الیاف غیر ممتد یکسان با چهار روینگ انجام شد. نتایج آزمون های مکانیکی بر روی کامپوزیت های تقویت شده با الیاف غیر ممتد نشان داد که الیاف کوتاه تقویت بخشی بر زمینه چوب پلاستیک نداشته است.