نام پژوهشگر: ناتان جعفریان جم

بررسی تئوری و تجربی جریان کامپوزیت چوب پلاستیک در دای اکستروژن و تاثیر پارامترهای جریان بر خواص مکانیکی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی 1391
  ناتان جعفریان جم   امیرحسین بهروش

با توجه به گسترش روزافزون و افزایش کابرد کامپوزیت چوب پلاستیک، امروزه این کامپوزیت به عنوان یک ماده صنعتی پرکاربرد مورد توجه قرار دارد. لذا شناخت بیشتر خصوصیات این ماده و پارامترهای موثر در فرآیندهای تولیدی آن از اهمیت بالایی برخوردار است. از جمله این فرآیندها می توان به اکستروژن این کامپوزیت اشاره نمود که بیشترین سهم را در تولید به خود اختصاص داده است. با توجه به خصوصیت ویسکوالاستیک کامپوزیت چوب پلاستیک و تمایل بالای صنعت در استفاده از درصدهای بالای چوب در این کامپوزیت، جریان آن در داخل دای اکستروژن با شرایط خاص و ویژه ای همراه است که شناخت این شرایط و مطالعه دقیق آن، کمک شایانی در طراحی ساده تر و مناسب تر دای اکستروژن و دستگاه اکسترودر و سایر تجهیزات و قطعات مورد استفاده خواهد داشت. در این تحقیق تلاش برای دستیابی به معادله قانونمند مناسب برای بیان جریان این کامپوزیت در داخل دای اکستروژن تحت شرایط مختلف تولیدی و موادی، با استفاده از آزمایش های تجربی انجام شده و در ادامه تاثیر پارامترهایی از قبیل فشار، دما، درصد چوب، دور دستگاه، قطر، نسبت طول دنباله به قطر دای و نوع ماتریس بر روی برخی خواص فیزیکی و مکانیکی ماده تولید شده مورد بررسی قرار گرفته است. پلیمرهای انتخابی شامل دو نوع پلی پروپیلن و یک نوع پلی اتیلن سنگین بوده که پرکاربردترین انواع پلیمر در ساخت این کامپوزیت می باشند. به منظور کاربردی تر شدن نتایج کار پژوهشی، ابعاد مقاطع پروفیل های اکسترودی بزرگ در نظر گرفته شد به طوری که نزدیک به تولید صنعتی باشند. با استفاده از اطلاعات بدست آمده از آزمایش های عملی، تطابق برخی روابط تئوری مورد بررسی قرار گرفته و معادله سیال بینگهام به عنوان رابطه مناسب با رفتار این کامپوزیت معین گردید. با استفاده از این رابطه میزان ویسکوزیته و تنش تسلیم در جریان این کامپوزیت حاوی ماتریس های مختلف پلیمری و درصدهای مختلف چوب تحت شرایط مختلف تولید محاسبه گردید. در نهایت با مقایسه این نتایج عملی با نتایج بدست آمده از برخی آزمون های رئومتری روند مشابهی بین آنها مشاهده شده و مشخص گردید آزمون روبش فرکانس از صحت نتایج بالاتری نسبت به سایر آزمون های رئومتری (در رئومتر چرخشی) برای بیان رفتار ماده برخوردار است.