در این پایان نامه نحوه انجماد محصول کامپوزیت چوب پلاستیک با زمینه ی پلی اتیلن (hdpe) در خروجی اکستروژن مورد بررسی قرار گرفت تا بوسیله آن بتوان سرعت تولید را افزایش داد. بدین منظور سرعت تولید با استفاده از تغییر دادن سرعت ماردون دستگاه افزایش داده شد ولی به دلیل عدم انجماد مناسب محصول، تولید محصولات سالم بدون استفاده از یک سیستم خنک کننده غیر ممکن بود. بنابراین معادلات مربوط به انتقال حرارت ماده در خروجی قالب استخراج و حل شد تا توزیع دمایی مواد در قالب بدست آید. با استفاده از نمودار توزیع دما و مشخص شدن نحوه انجماد محصول یک سیستم خنک کننده طراحی و ساخته شد. با استفاده از سیستم خنک کننده در تولید محصول مشاهده شد که تولید در سرعت های بالای ماردون تا 30 دور بر دقیقه با موفقیت همراه بوده و علاوه بر آن کیفیت محصول نیز بهبود یافته است. همچنین اثر افزایش سرعت تولید بر کیفیت و خواص محصولات اعم از استحکام کششی، استحکام خمشی، جذب آب کامپوزیت و چگالی آن مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که با افزایش سرعت تولید خواص فوق نیز تاحدود10% بهبود می یابند. همچنین در ضمن این تحقیق با استفاده از آزمایش گرماسنجی روبشی تفاضلی (dsc) خواص و رفتار حرارتی کامپوزیت چوب پلاستیک مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که افزودن ذرات چوب تاثیری در تغییر دمای ذوب hdpe ندارد و تقریباً هر دو ماده کامپوزیتی و hdpe خالص در دمای ?124 ذوب می شوند. ولی مقدار گرمای لازم برای ذوب کامپوزیت به نسبت درصد چوب بکار رفته در پلی اتیلن خالص کاهش یافت. همچنین نتایج آزمایش نشان داد که گرمای ویژه کامپوزیت چوب پلاستیک بین گرمای ویژه ذرات چوب و پلی اتیلن خالص می باشد که تقریباً از قانون مخلوط ها تبعیت می کند. به علاوه دمای انجماد کامپوزیت چوب پلاستیک با استفاده از این آزمایش در حدود ? 98بدست آمد که در طراحی سیستم خنک کننده مورد استفاده قرار گرفت. کلید واژگان: انجماد کامپوزیت چوب پلاستیک، اکستروژن، خواص فیزیکی و مکانیکی، گرماسنجی روبشی تفاضلی، گرمای ویژه.

کامپوزیت های چوب- پلاستیک حاصل ترکیب ذرات چوب با زمینه پلیمری همچون pp، pe، pvc و abs می باشند. خصوصیات ممتاز این کامپوزیت ها موجب گسترش روز افزون این محصول در بازار جهانی گردیده است. در این پایان نامه به بررسی اثر طراحی فرایند بر خواص فیزیکی و مکانیکی محصول تولیدی در فرآیند اکستروژن پرداخته شده است. با این توضیح که در تولید پروفیل های چوب-پلاستیکی از دو روش می توان استفاده کرد. در روش اول ذرات چوب و گرانول های پلاستیک به طور مستقیم وارد فرآیند تولید محصول می شوند (تک مرحله ای) ولی در روش دوم از مواد آماده شده پس از طی مرحله ای مشابه روش اول، گرانول چوب-پلاستیک تولید گردیده و در مرحله دوم این گرانول ها برای تولید پروفیل استفاده می گردند (دو مرحله ای). هر دو از روش های معمول در صنعت هستند ولی در مورد مزایا و معایب این دو روش کار علمی انتشار یافته وجود ندارد. همچنین در این تحقیق با تولید گرانول چوب-پلاستیک به سه روش مختلف، روش دومرحله ای به صورت جزئی تر مورد بررسی قرار گرفته است. در روش اول هیچ گونه قالبی (دای) استفاده نگردید و گرانول ها مستقیماً از آسیاب کردن محصول خروجی از ماردون تهیه گردیدند. در روش دوم از دای رشته ای استفاده گردید و گرانول سازی انجام گرفت. در روش سوم از دای استوانه ای استفاده گردیده و پروفیل خروجی به گرانول تبدیل گردیده است. محصول خروجی برای هر چهار روش تک مرحله ای و سه روش مختلف دو مرحله ای پروفیل استوانه ای به قطر mm 15 می باشد. نمونه های مناسب تولید شده تحت آزمون های مکانیکی خمش، کشش و آزمون های فیزیکی جذب آب، رئولوژی و dsc قرار گرفتند. صافی سطح نمونه ها اندازه گیری و تصاویر sem نیز تهیه گردید. به منظور بررسی اثر عامل جفت کننده نیز مالئیک انیدرید پلی پروپیلن با 3 درصد وزنی برای هر دو روش تک و دو مرحله ای مورد استفاده قرار گرفت. تفاوت های فرآیندی این روش ها از دیگر موارد پرداخته شده در این پایان نامه می باشند. نتایج نشان دهنده افت استحکام کششی و خمشی، افزایش مدول خمشی و میزان جذب آب برای روش دو مرحله ای نسبت به روش تک مرحله ای بود. همچنین پروفیل های تولید شده توسط روش دو مرحله ای که در مرحله اول آن دای استفاده نگردیده، افت استحکام کششی و خمشی کمتری از خود نشان داده، میزان جذب آب کمتر و مدول خمشی بیشتری نسبت به دو روش دو مرحله ای دیگرداشتند.

در تحقیق حاضر به بررسی اثر پارامترهای فرآیند قالب گیری تزریقی بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی فوم چوب-پلاستیک پرداخته شده است. پارامترهای متغیر مورد مطالعه در این تحقیق عبارتند از: درصدهای وزنی مختلف چوب (20،30،40 ،50% و 60%)، حجم تزریق ( 85 ،90 ،95 و 100% حجم قالب )، عامل جفت کننده مالئیک آنیدرید پلی اتیلن (mape) در دوحالت عدم استفاده و استفاده (3درصدوزنی)، و نوع عامل فوم زا ( فیزیکی و شیمیایی). علاوه بر این متغیر ها، به بررسی اثر ضخامت قالب ( 2/3، 5، 7 و 9 میلیمتر ) بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی فوم چوب-پلاستیک پرداخته شده است. برای طراحی آزمایش از روش رویه سطح پاسخ central composite design (ccd) استفاده شده است. برای بیان ارتباط بین متغیرهای مستقل و وابسته بصورت مدل ریاضی از نرم افزار design-expert 8.0.1 استفاده شده است. نمونه های مناسب تولید شده تحت آزمون های مکانیکی خمش، کشش، ضربه و آزمون های فیزیکی چگالی و رئولوژی قرار گرفتند. همچنین از میکروسکوپ الکترونی (sem) برای بررسی دقیق ساختار میکروسکوپی نمونه های فوم چوب-پلاستیک تولیدی استفاده شد. برای تحلیل تغییرات متغیرهای وابسته از روش anova استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که با افزایش درصد وزنی 20% تا 40%چوب، ضخامت پوسته فوم نشده، کاهش و چگالی سلولی افزایش می یابد. برای نمونه های فوم چوب-پلاستیک با 50 درصد وزنی چوب افت شدیدی در ساختار ریزسلولی ایجاد می گردد اما ضخامت پوسته فوم نشده مطابق نمونه های قبل کماکان روند نزولی دارد. از طرفی ساختار ریز سلولی محصولات کامپوزیت فوم چوب-پلاستیک ( wpcf ) 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 حجم های تزریق، نمونه های با حجم تزریق 90 درصد دارا می باشند. این نمونه ها کمترین میزان ضخامت پوسته فوم نشده را به خود اختصاص داده اند. نتایج محاسبه چگالی نمونه ها حاکی از آن است که با افزایش درصد وزنی چوب و همچنین حجم تزریق، چگالی نمونه ها نیز افزایش می یابد، استحکام کششی همواره برای نمونه های فوم نشده بیشتر از نمونه های فوم شده می باشد لیکن نکته قابل توجه این که با افزایش درصد وزنی چوب از 20 به 40 میزان افت استحکام نمونه فوم شده نسبت به نمونه فوم نشده کمتر است. استفاده از عامل جفت کننده(mape) موجب افزایش استحکام کششی فوم های تولیدی گردید درحالیکه با افزایش درصد چوب اثر آن بیشتر شد. استحکام خمشی قطعات فوم شده کمتر از قطعات فوم نشده می باشد و با افزایش درصد چوب کاهش یافت. کمترین میزان استحکام خمشی را نمونه های با حجم تزریق 90% دارا بودند. استحکام کششی و خمشی نمونه های فوم فیزیکی در همه موارد بیشتر از استحکام نمونه های فوم شیمیایی می باشد. مقاومت به ضربه قطعات فوم شده در اکثر موارد بیشتر از قطعات فوم نشده بوده است.

فوم های میکروسلولی را در واقع می توان کامپوزیتی از زمینه پلیمری و حباب های گازی به حساب آورد. یک قطعه فوم شده با روش میکروسلولی می تواند خواصی بهبود یافته از قبیل عایق بودن، عمر خستگی، افزایش نسبت استحکام به وزن و ضربه پذیری نسبت به پلیمر فوم نشده داشته باشد. توسعه روزافزون در مخلوط سازی و ایجاد ترکیبات، به معرفی ترموپلاستیک الاستومرها مبتنی بر ترکیبات لاستیک و پلاستیک به علت داشتن خواص الاستومری و قابلیت تولید آسان آنها با هزینه های کم، منجر شده است. این ترکیب از دو نقطه نظر، یکی دفع ضایعات و دیگری کاهش هزینه های تولید بسیار مورد اهمیت است. در این تحقیق به بررسی خواص فیزیکی - مکانیکی و ریز ساختار فوم کامپوزیت "پلیمر abs و پودر لاستیک بازیافتی " پرداخته شده است. مورفولوژی سلول، دانسیته و اندازه سلولی، بارگذاری عامل جفت کننده و فشار تزریق با تغییر در میزان درصد پودر لاستیک بازیافتی به جهت بررسی استحکام کششی، استحکام خمشی و مقاومت به ضربه قطعات فوم شده مورد بررسی قرار گرفته اند. پارامترهای متغیر این تحقیق عبارتند از: درصدهای وزنی مختلف پودر لاستیک بازیافتی (20% ، 30% و 40%) و فشار تزریق (30 ، 50 و 70 مگاپاسکال) و درصـــد وزنی عامل جفت کننده (0، 2.5 و 5 درصد). به علت تجربی بودن تحقیق، از روشfull factorial برای ارزیابی دقیق نتایج استفاده شده است. نمونه های تولید شده تحت آزمون های مکانیکی خمش، کشش و ضربه و نیز آزمون فیزیکی چگالی قرار گرفتند. همچنین از میکروسکوپ الکترونی برای بررسی دقیق ساختار میکروسکوپی نمونه های فوم کامپوزیت abs/wgrt استفاده شد. دانسیته وزنی قطعات فوم کامپوزیت abs/wgrt با افزایش درصد وزنی پودر لاستیک بازیافتی در زمینه پلیمری، کاهش یافته است. نتایج حاکی از آن هستند که عامل فرآیندی فشار تزریق و نیز افزایش پودر لاستیک بازیافتی بر ایجاد ساختار مناسب بسیار موثرند. قطعات دارای 2.5 درصد عامــــل جفت کننده با 20 درصد وزنی پودر لاستیک بازیافتی در فشـــار تزریق 70 مگا پاسکال، دارای ساختاری با تعداد سلول بیشتر و ریزتر که مطلوب قطعات فوم شـــده می باشد، هستند. با وجود اینکه استحکام خمشی و استحکام کششی قطعات فوم کامپوزیت abs/wgrt کمتر از قطعات فوم نشده این کامپوزیت است، اما نتایج استحکام کششی و خمشی ویژه، استفاده از فوم کامپوزیت abs/wgrt را در حالت 20 درصد وزنی از پودر لاستیک بازیافتی مطلوب تر از کامپوزیت فوم نشده آن می داند.

هدف از این تحقیق، بررسی ت?اثیر جریانپذیری ماتریس پلیمری بر قابلیت بازیافت کامپوزیتهای چوب-پالستیک تولیدشده در فرایند اکستروژن میباشد. سه نوع مختلف از پلی اتیلن چگالی باال با میزان گرانروی مختلف انتخاب شد و با استفاده از یک دستگاه اکسترودر کامپوزیتهای چوب-پالستیک در سه درصد مختلف چوب تولیدگردیدند. برای بررسی اثر بازیافت بر خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیتها، پس از تولید نمونههای کامپوزیتی، گرانولهای چوب-پالستیک توسط دستگاه خردکن تولیدگردیده و دوباره توسط همان دستگاه اکستروژن نمونههای بازیافتشده تولید شدند. این فرایند بازیافت دوبار دیگر نیز انجام پذیرفت. نهایتا کلیه کامپوزیتها تا سه مرحله بازیافت شدند. در هر مرحله از تولید، نمونههایی انتخاب و برای انجام ?ازمایشهای فیزیکی و مکانیکی مورد استفاده قرارگرفتند. برای بررسی ت?اثیر سرعت دورانی اکسترودر بر خواص نهایی کامپوزیتها نیز ?ازمایشهایی طراحی و صورتگرفت. همچنین نمونههای بازیافتی با درصدهای مختلف چوب از طریق سه روش مختلف (مستقیم، افزودن ذرات چوب و افزودن گرانولهای پالستیک) تولید گردید و نمونههای تولیدی از این روشها نیز تحت ?ازمونهای فیزیکی و مکانیکی قرار گرفتهاند. از جمله ?ازمایشهای انجامشده روی محصوالت میتوان به ?ازمون اندازهگیری چگالی، میزان جذب?اب، زبریسطح، استحکام خمشی و مقاومت به ضربه اشاره نمود. شرایط حاکم بر تولید نمونهها از جمله دما، فشار و دبی خروجی مواد نیز در حین فرایند ثبت گردیدهاست. نتایج مربوط به خواص فیزیکی و مکانیکی نشان از این دارند که ت?اثیر ماتریس پلیمری در کامپوزیتهای غیربازیافتی پررنگتر بوده و بازیافت این محصوالت نه تنها باعث افت خواص در این محصوالت نمیگردد، بلکه در بعضی از کامپوزیتها بهبود چشمگیر در خواصی مانند میزان جذب رطوبت و استحکامهای مکانیکی مشاهده میشود.

در این پایان نامه به مدل سازی میکرومکانیک مدول یانگ و استحکام کششی کامپوزیت های چوب-پلاستیک پرداخته شده است. یک مدل میکرومکانیک می تواند در طراحی ترموپلاستیک های پرشده با ذرات چوب، با انتخاب مناسب نسبت ذرات، به پیش بینی خواص مورد نظر کامپوزیت پرداخته و سبب کاهش آزمایش های تجربی و صرفه جویی در هزینه و وقت شود. برای انجام این تحقیق از پلی اتیلن با چگالی بالا، پرکاربردترین پلیمر مورد استفاده در کامپوزیت چوب-پلاستیک، استفاده شد. طراحی آزمایش به صورت فاکتوریل کامل 54 حالت می باشد. متغیرهای فرایند شامل درصد چوب، اندازه ذرات چوب، وجود و عدم وجود عامل جفت کننده و فشار نگهداری بوده و آزمون ها شامل استحکام کششی، استحکام به ضربه، چگالی، میزان جذب آب و رئولوژی بوده اند. برای مدل سازی میکرومکانیک مدول یانگ و استحکام کششی در این کار تحقیقاتی، اصلاح مدل rom پیشنهاد شده است. مدل پیشنهادی برای پیش بینی مدول یانگ دارای دقت 3/91% و برای پیش بینی استحکام کششی دارای دقت 8/91% می باشد. همچنین نتایج حاکی از آن است که محدوده فشار نگهداری اعمال شده در نتایج تاثیری نداشته و اندازه ذرات مسبب تغییراتی در استحکام به ضربه و رئولوژی و میزان جذب آب شده و تاثیری در استحکام کششی، مدول یانگ و چگالی نداشته است. همچنین افزایش درصد چوب سبب کاهش خواص مکانیکی و افزایش مدول یانگ شده است. این در حالی است که افزودن عامل جفت کننده سبب افزایش خواص مکانیکی با افزایش درصد چوب کاهش میزان جذب آب شده است. برای راست آزمایی مدل های پیشنهاد شده برای قالب با ضخامت حفره 2/3 میلیمتر، از یک قالب با ضخامت حفره 6 میلیمتر استفاده شد و به کمک طراحی آزمایش جداگانه، آزمون های بالا بر روی قطعات انجام گردید. مدل پیشنهاد شده برای پیش بینی مدول یانگ قطعات با ضخامت 6 میلیمتر دارای دقت 2/93% و برای پیش بینی استحکام کششی آنها دارای دقت 5/87% می باشد. انجام این آزمون ها نشان داد که مدل سازی میکرومکانیک پیشنهاد شده قابلیت پیش بینی مدول یانگ و استحکام کششی کامپوزیت چوب-پلاستیک را با دقت بالا دارد. واژگان کلیدی: کامپویت چوب-پلاستیک- مدل سازی میکرومکانیک- مدول یانگ- استحکام کششی

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.

در این پژوهش تغییر شکل ورق کامپوزیتی موج دار بوسیله ی آلیاژ حافظه دار مورد بررسی شده است. ورق های کامپوزیتی موج دار به واسطه درجه ناهمسانگردی بالا، قابلیت استفاده در سازه های مورفینگ را دارا می باشند. همچنین آلیاژ حافظه دار در بین مواد هوشمند، جزو مواد با قابلیت ایجاد تنش و کرنش بالا می باشند. بنابراین در این پایان نامه از آلیاژ حافظه دار به منظور تغییر شکل ورق کامپوزیتی موج دار در راستای انعطاف پذیر این ورق ها استفاده شده است. پیش از بکارگیری آلیاژ حافظه دار، ابتدا آلیاژها در تنش های مختلف آموزش داده شدند و سپس کرنش بازیابی آلیاژها در تنش های کمتر و بیشتر از تنش آموزش مطالعه شد. نتایج نشان دهنده آن است که با افزایش تنش آموزش توانایی آلیاژ در بازیابی کرنش افزایش می یابد. همچنین تنش آموزش در عملکرد آلیاژ در تنش های کم بسیار تاثیر گذار می باشد؛ در حالی که در تنش های بالاتر از mpa 100، عملکرد آلیاژ حافظه دار مستقل از تنش آموزش می باشد. همچنین نتایج آزمایش های تجربی نشانگر بروز رفتار ناپایدار در تنش های آموزش 180 و 200 مگاپاسکال می باشد. در ادامه، سیم آلیاژ حافظه دار بر روی سطح تیر موج دار کامپوزیتی ساخته شده از جنس شیشه-اپوکسی قرار داده شد. پس از تحریک آلیاژ حافظه دار بوسیله منبع تغذیه، تیر دچار تغییر شکل شد و با قطع جریان الکتریکی تیر به به وضعیت اولیه خود بازگشت. در پایان نتایج آزمایش های تجربی و مدل سازی با یکدیگر مقایسه شد. نتایج نشانگر آن است که با توجه به پیچیدگی رفتار آلیاژ حافظه دار و تاثیر پذیری این رفتار از تنش آموزش، به منظور تطابق نتایج تجربی و مدل سازی لازم است که اصلاحاتی در مدل برینسون داده شود. در پایان به منظور نزدیک کردن نتایج این پایان نامه به کاربردهای واقعی، یک نمونه ایرفویل با پوسته کامپوزیتی موج دار ساخته شد. ایرفویل ساخته شده توانایی این را دارد که در شرایط مختلف انحناءهای مختلفی را داشته باشد.

پایان نامه ی حاضر در زمینه ی قالبگیری تزریقی به کمک گاز کامپوزیت های چوب پلاستیک می باشد. کامپوزیت چوب پلاستیک از جمله مواد جدیدی است که در سال های اخیر مورد اقبال فراوانی قرار گرفته است، اما برخی چالش های تولید مانع پیشرفت استفاده از این کامپوزیت ها در بسیاری از کاربردها می شود. یکی از مهمترین مشکلات فرایندی، در زمینه ی قالبگیری تزریقی این کامپوزیت ها می باشد. با افزایش درصد چوب، ویسکوزیته ی کامپوزیت افزایش می یابد. بدین ترتیب عبور مذاب از مقاطع نازکی مانند راهگاه و نازل تزریق به فشار بیشتری نیاز دارد و موجب تولید قطعات ناقص می شود. از طرف دیگر قالبگیری تزریقی، فرایندی با نرخ برش بالاست لذا با افزایش فشار تزریق عبور کامپوزیت از راهگاه و نازل تزریق موجب سوختن ذرات چوب می شود. این مسئله باعث تولید قطعات ناقص و کاهش خواص مکانیکی محصول می گردد. برای رفع این مشکلات بایستی افت فشارهای مذاب در مسیر رسیدن به قالب را کاهش داد و یا حذف نمود، به طوری که برای پر کردن قالب به فشار کمتری نیاز باشد. یکی از روش های کاهش فشار تزریق استفاده از فرایند تزریق به کمک گاز است. این فرایند با اعمال مستقیم فشار داخل قطعه، افت فشار ناشی از عبور مذاب از راهگاه و نازل تزریق را حذف کرده و فشار تزریق را کاهش می دهد. به منظور بررسی تاثیر فرایند قالبگیری تزریقی به کمک گاز در کاهش فشار تزریق به کمک نرم افزار مولد فلو این فرایند شبیه سازی شد. در شبیه سازی ها تاثیر این فرایند بر کاهش فشار تزریق و یکنواختی فشار اعمال شده به قطعه به وضوح مشاهده گردید. در نهایت با استفاده از فرایند تزریق به کمک گاز، کامپوزیت %50 چوب که حتی به روش قالبگیری تزریقی متداول پر کردن قالب امکان پذیر نبود، با کیفیت مطلوب تولید شد. علاوه بر این به کمک این فرایند عیوبی مانند اعوجاج و مکش به میزان چشمگیری کاهش یافت.

پالتروژن فرایندی پیوسته، کم هزینه، حجم تولید بالا و با کیفیت مناسب است. با استفاده از فرایند پالتروژن قطعاتی با مقطع ثابت و طویل پیوسته ساخته می شود. محصولات کامپوزیتی پالتروژنی به موادی گفته می شود که از زمینه گرماسخت یا گرمانرم و الیاف تقویت کننده پیوسته تشکیل می-شود. در طول دهه های گذشته ترموپلاستیک های تقویت شده با الیاف پیوسته و بلند شناخته شده است. فرایند پالتروژن شبیه فرایند اکستروژن فلزات یا پلیمر می باشد با این تفاوت که به عوض فشار دادن به داخل قالب که در فرایند اکستروژن هست در فرایند پالتروژن، مواد از داخل قالب به بیرون کشیده می شود. در این فرایند، الیاف مواد آمیخته شده و پیش آغشته گرمانرم از میان قالب کشیده می شود تا محصول نهایی بدست آید. کسر حجمی الیاف از متوسط رو به بالاست و الیاف بیشتر در جهت طولی قطعه قرار می گیرند اگرچه میتوان با استفاده از بافت مناسب الیاف، در جهت عرضی هم الیاف داشت اما عمدتاً خواص اصلی در جهت طولی می باشد. پالتروژن جهت ساخت قطعات با خواص مکانیکی بالا می باشد. در این پایان نامه هدف ساخت محصول لوله ای از زمینه گرمانرم و الیاف تقویت کننده روینگ شیشه ممتد می باشد. نوآوری این پایان نامه در ساخت محصولی با هندسه لوله ای و محصولی با استفاده از 34 درصد حجمی تقویت کننده ممتد می باشد. بدین منظور ابتدا با قالب موجود با استفاده از زمینه پلی اتیلن سنگین و روینگ شیشه پیش -آغشته های مورد نظر ساخته شدند. با استفاده از پارامترهای دما، خنک کاری محصول، سرعت کششی و استفاده از گرانول خشک شده و نشده روی نمونه ها آزمایش های اولیه ای انجام شد. آزمایش های اولیه عبارتند از: محاسبه درصد وزنی الیاف، محاسبه درصد حجمی الیاف، محاسبه درصد حجمی حباب و عکس های میکروسکوپی، تا بهترین محصول از نظر آغشتگی برای ساخت محصول لوله ای به دست آید. در بین نمونه های ساخته شده، نمونه ای که با استفاده از دمای زیاد، سرعت کششی کم و در حالت استفاده از دمنده به عنوان خنک کاری، بهترین محصول از نظر آغشتگی با درصد حجمی حباب کمتر می باشد. سپس با استفاده از قالبی که برای ساخت محصول لوله ای در این پایان نامه طراحی و ساخته شد محصولات مورد نظر با استفاده از پیش آغشته های مرحله قبل تولید شدند.

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.

در این رساله به بررسی تجربی اثر پارامترهای فرآیندی و طراحی قالب بر انبساط فوم تولید شده به روش قالبگیری تزریقی پرداخته شده است. یکی از چالش های اساسی در فرآیند تزریق محدودیت انبساط است که پارامترهای مختلف بطور محدوی بر آن اثر دارد. به منظور افزایش انبساط در این تحقیق روش نوینی در طراحی قالب با الهام از روش های قالبگیری باز، فشار معکوس و تزریق به کمک سیال مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. تغییر در طراحی قالب، شامل تعبیه یک حفره اضافی و یک دریچه ثانویه که بین حفره اصلی و حفره مواد اضافه قرار می گیرد، می باشد. پارامترهای مورد مطالعه شامل ضخامت قطعه، اندازه پهنای دریچه ثانویه و عامل فوم زا می باشد. در انجام آزمایش ها از ماده پلی استایرن، آزودی کربن آمید و نیتروژن به ترتیب به عنوان ماده پلیمری، عامل فوم زا شیمیایی و فیزیکی استفاده شده و آزمایش ها با روش فاکتوریال کامل انجام شده است. نتایج آزمایش ها نشان داد طراحی نوین قالب (استفاده از حفره مواد اضافه و پهنای دریچه ثانویه) اثر قابل توجهی بر افزایش انبساط، چگالی سلول و کاهش چگالی نسبی و ضخامت پوسته فوم نشده دارد. همچنین مشخص شد مهم ترین پارامتر بر انبساط، ضخامت قطعه و اندازه دریچه ثانویه است. روند انبساط و اثرگذاری پهنای دریچه ثانویه و حفره مواد اضافه بر انبساط فوم با استفاده از یک قالب آشکارسازی به همراه یک دوربین سرعت بالا مشاهده گردید. در این آزمایش ها پدیده فرار گاز از جبهه جریان که چالش مهم در انبساط فوم به حساب می آید، به طور واضح آشکار شد. همچنین نتایج آزمایش آشکارسازی (استفاده از رطوبت به عنوان عامل پف زا) نشان داد، افزایش تعداد سلول در نمونه ها با استفاده از دریچه ثانویه و حفره مواد اضافه امکان پذیر است. از مهمترین نتایج، وجود یک اندازه بهینه دریچه ثانویه (در این جا دریچه ثانویه mm7) برای دستیابی به بیشترین انبساط و حجم ناحیه فوم شده قطعات تولید شده است. پدیده فروپاشی سلول و رشد مجدد سلولها نیز مورد مطالعه قرار گرفت نتایج آزمایش نشان داد، پهنای دریچه ثانویه و حفره مواد اضافه بر رشد مجدد سلول ها پس از فروپاشی اثر گذار است. بیشترین رشد مجدد سلولها با استفاده از دریچه ثانویه بهینه (mm7) مشاهده شد؛ زیرا تقابل فرار گاز و انبساط آزاد در حالت تعادل قرار می گیرد. به همین دلیل دریچه mm7 در تمامی نتایج آزمایشها دریچه بهینه محسوب می گردد. پدیده رشد حباب در قالب مورد نظر با استفاده از مدل توان (مدل power law) پیش بینی شد و با نتایج حاصل از مشاهدات تجربی مقایسه شده که تطابق خوبی بین مدل تئوری و نتایج تجربی مشاهده می گردد.

چکیده ندارد.