تولید فوم کامپوزیت چوب پلاستیک سبز (تجدیدپذیر) با الیاف ممتد شیشه در فرایند قالبگیری تزریقی

چکیده: پایان¬نامه به تحقیق و بررسی تولید فوم کامپوزیت¬های چوب پلاستیک تجدیدپذیر (سبز) تقویت شده توسط الیاف ممتد شیشه در فرآیند قالب گیری تزریقی می پردازد. برای انجام این تحقیق از پلیمر نشاسته به عنوان پلیمر سبز و الیاف شیشه نوع e به عنوان تقویت کننده استفاده شد. هدف این تحقیق بررسی امکان پذیری افزایش استحکام این کامپوزیت ها همزمان با کاهش وزن می باشد. متغیرهای این تحقیق عبارتند از درصدهای وزنی مختلف چوب (15، 30 و 45 درصد)، حجم تزریق (80، 85، 90، 95 و 100 درصد حجم قالب) و الیاف ممتد شیشه ( وجود الیاف و نبود الیاف شیشه). طراحی آزمایش به صورت فاکتوریل کامل انجام شده و 30 حالت مختلف بررسی شده است. پس از تولید فوم کامپوزیت تقویت شده با الیاف ممتد تک جهته و متقارن، به بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت ها از طریق آزمون های خمش، کشش، چگالی و آزمون میکروسکوپ روبشی الکترونی (برای مشاهده ی ساختار سلولی) پرداخته شد. نتایج این تحقیق نشان می دهدکه با افزایش درصد وزنی چوب از 15 درصد تا 30 درصد چوب، ضخامت پوسته فوم نشده کاهش و چگالی سلولی افزایش می یابد. برای نمونه های با 45 درصد وزنی چوب، افت شدیدی در ساختار ریز سلولی ایجاد می گردد. به عبارت دیگر بهترین ساختار فوم در کامپوزیت با 30 درصد وزنی چوب اتفاق می افتد. از طرفی، ساختار ریزسلولی محصولات فوم کامپوزیت چوب پلاستیک به شدت متاثر از حجم تزریق می باشد، بدین نحو که برای نمونه های فوم تولید شده، بیشترین میزان چگالی سلولی را در بین همه ی حجم های تزریق، نمونه های با حجم تزریق 90 درصد دارا می باشند. همچنین این نمونه ها کمترین میزان ضخامت پوسته فوم نشده پس از حجم تزریق 80 درصد را به خود اختصاص دادند. با افزایش درصد وزنی چوب و همچنین حجم تزریق، چگالی نمونه ها نیز افزایش می یابد. استحکام خمشی قطعات فوم شده کمتر از قطعات فوم نشده بود و با افزایش درصد چوب کاهش یافت. وجود 61/1% الیاف ممتد شیشه در نمونه های فوم نشده باعث افزایش بالای 60 درصدی استحکام کششی نسبت به نمونه های فوم نشده ی بدون الیاف شده است. فوم شدن نه تنها هیچ اثر مخربی بر اثر تقویت بخشی الیاف نداشته بلکه در حالت فوم شده، وجود الیاف باعث افزایش تقریبا 100 درصدی در استحکام کششی نمونه ها شده است. لیکن نکته قابل توجه این است که با افزایش درصد وزنی چوب از 15 درصد به 30 درصد، میزان افت استحکام نمونه های فوم شده نسبت به نمونه های فوم نشده کمتر بود. مهمترین پارامتر این تحقیق، که به بررسی امکان جبران کاهش استحکام کششی در اثر فوم شدن با استفاده از الیاف تقویت کننده ممتد می پردازد، استحکام کششی ویژه بود. نتایج افزایش بالای 50 درصدی استحکام کششی ویژه را در نمونه های فوم شده و تقویت شده با الیاف پیوسته نسبت به نمونه های غیر فوم شده بدون الیاف نشان می دهد. واژگان کلیدی: کامپوزیت چوب-پلاستیک سبز، فوم کامپوزیت چوب پلاستیک، قالبگیری تزریقی، الیاف ممتد شیشه، پلاستیک تجدیدپذیر (سبز)، استحکام کششی ویژه.