بررسی تجربی خواص فیزیکی و مکانیکی فوم کامپوزیت چوب-پلاستیک تقویت ‏شده با الیاف پیوسته در فرایند اکستروژن

در این پایان‏نامه به تولید و بررسی خواص فیزیکی مکانیکی فوم کامپوزیت چوب-پی‏وی‏سی تقویت شده با الیاف پیوسته‏ی شیشه در فرایند اکستروژن پرداخته شده است. جرم حجمی بالا (و در نتیجه هزینه‏ی تمام شده‏ی محصول) و استحکام نسبی پایین همواره محدودیتی در گسترش کاربرد این کامپوزیت‏ها بوده است. هدف از این تحقیق بررسی امکان‏پذیری افزایش استحکام این کامپوزیت‏ها هم‏زمان با کاهش وزن می‏باشد. متغیرهای این تحقیق عبارتند از تعداد روینگ‏های شیشه‏ی آغشته شده (0،2،4)، شکل پروفیل (i-شکل و مستطیلی) و وجود یا عدم وجود عامل فوم‏زا. بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت‏های اکسترود شده از طریق آزمون‏های خمش (برای بررسی استحکام خمشی)، چگالی (برای محاسبه‏ی میزان کاهش وزن) و آزمایش میکروسکوپ روبشی الکترونی (برای مشاهده‏ی ساختار سلولی) صورت گرفته است. مطابق نتایج بدست آمده بیشینه‏ی کاهش چگالی مشاهده شده از طریق فوم شدن 17% می‏باشد که موجب کاهش چشمگیر استحکام خمشی (45%-30%) گردیده است. استفاده از الیاف پیوسته باعث افزایش استحکام خمشی نمونه‏های فوم نشده به میزان 29% و 58% به ترتیب برای مقاطع i-شکل و مستطیلی گردیده است. نکته‏ی حایز اهمیت تأثیر بسزای الیاف شیشه در افزایش استحکام خمشی نمونه‏های فوم شده می‏باشد. با این توضیح که میزان افزایش مشاهده شده برای نمونه های فوم شده در اثر تقویت با الیاف به مقدار 45% و 87% به ترتیب برای نمونه های i-شکل و مستطیلی می‏باشد. لذا فوم شدن نمونه‏ها هیچ اثر مخربی بر تقویت‏بخشی الیاف نداشته است. مقادیر استحکام خمشی ویژه بیانگر مقدار یکسان برای نمونه‏های i-شکل فوم شده‏ی تقویت شده نسبت به نمونه‏ی فوم نشده‏ی بدون الیاف می‏باشد. با این وجود در مقطع مستطیلی، نمونه‏ی فوم شده‏ی تقویت شده نسبت به نمونه‏ی فوم نشده‏ی بدون الیاف 36% افزایش استحکام خمشی ویژه داشته است. عدم بروز شکست ناگهانی و افزایش چقرمگی خمشی در بیشتر نمونه‏های تقویت شده از دیگر نتایج بدست آمده می‏باشد. همچنین نتایج تجربی به دست آمده تطابق قابل قبولی با نتایج حاصل از تحلیل عددی نرم‏افزار آباکوس داشته است.