مطالعة ویژگی‏های مکانیکی و ریخت‏شناسی چندسازۀ آرد کلش برنج تیمارشده با سیلان/ پلی‏پروپیلن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

2 دانشیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

3 استادیار، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

در این پژوهش تأثیر غلظت و زمان تیمار سیلانی آرد کلش برنج بر مقاومت‌های مکانیکی و ریخت‌شناسی چندسازۀ حاصل از آرد کلش برنج/ پلی‌پروپیلن بررسی شده است. از محلول تری‏ اتوکسی ‏وینیل سیلان در دو غلظت 5 و 10 درصد، که هر غلظت دارای دو زمان غوطه‌وری 45 و 90 دقیقه بودند، برای تیمار آرد کلش برنج به‌‏عنوان پرکننده استفاده شد. همچنین از پلی‌‏پروپیلن، به‌‏عنوان ماتریس به میزان 65 درصد وزنی، و انیدرید مالئیک (MAPP)، به‌عنوان جفت‌کننده به میزان 5 درصد وزنی، در ساخت همۀ نمونه‌‏های آزمونی استفاده شد. برای اختلاط مواد اولیه از دستگاه هک و برای ساخت نمونه‌‏های استاندارد آزمون از روش قالب‌گیری تزریقی استفاده شد. نتایج حاصل نشان داد که چندسازۀ حاوی آرد کلش برنج تیمار‌شده با محلول سیلان در غلظت و زمان‌‏های ذکرشده در مقایسه با چندسازۀ بدون تیمار باعث افزایش چشمگیری در ویژگی‏‌های خمش و کشش (مدول و مقاومت) شد. همچنین افزایش در غلظت و زمان تیمار سیلانی در بین نمونه‏‌های تیمارشده نیز باعث افزایش در ویژگی‌های خمشی و کششی شد. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده از بررسی ریخت‌شناسی چندسازه‌ها، مشخص شد تیمار سیلانی باعث بهبود در چسبندگی سطح مشترک پرکننده/ ماتریس، پراکنش بهتر پرکننده در ماتریس، و در نهایت باعث افزایش معنی‌داری در ویژگی‏های مکانیکی می‏شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Morphology and Mechanical Properties Silane Treatment Rice Straw Flour/Polypropylene Composites

نویسندگان [English]

  • mehdi kalagar 1
  • Habibollah Khademieslam 2
  • Sahab Hejazi 3
1 Ph.D Candidate, Department of Wood and Paper Science Technology, and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, I.R. Iran
2 Associate Professor, Departments of Wood and Paper Science Technology, Science and Research Branch, Islamic Azad University, P.O.Box 14515/775, Tehran, I.R. Iran
3 Assistant Professor, Faculty of Natural Resource, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
چکیده [English]

In this research, effects of concentration and time of silane treatment of rice straw flour on the morphology and mechanical strengths of rice straw flour/polypropylene composites were investigated. Tri ethoxy vinyl silane (C8H18O3SI) with 98% purity in two concentrations of 5 and 10%, that each concentration had two immersion times including, 45 and 90 min for using treatment rice straw flour. Also the polypropylene, as a matrix with 65% wt% and MAPP as a coupling agent with 5 wt% were used for making all testing samples. For blending the internal raw materials, mixer Haake HBI system 90 machines and for making standard testing samples the injection molding were used. The results showed that composites including rice straw flour were treated with silane in the concentrations and times were recited to cause a significant increase in the bending and tensile properties (strength and modulus) in comparison with untreated composites. Also increasing the concentration and time of silane treatment among treated samples causes an increase in the bending and tensile properties. With attention to the results from morphological composites detected silane treatment cause to improve in adhesive interfacial surface of filler/ matrix, better dispersion filler in matrix and finals cause to be improved in the mechanical properties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Composites
  • Mechanical properties
  • morphological
  • silane treatment concentration and times
  • rice straw flour
[1]. Oksman, K., Skrifvars, M., and Selin, J. (2003). Natural fiber as reinforcement in polylactic acid composites. Composite Science and Technology, 63(2): 113-120.

[2]. Bledzki, A.K., and Gassan, J. (1999). Composites reinforced with cellulose based fibers. Polymer Science, 24 (1): 221-274.

[3]. Velde Van de, K., and Kiekens, P. (2001). Thermoplastic polymers: overview of several properties and their consequences in flax fiber reinforced composites. Polymer Testing, 20(1): 140-152.

[4]. Rouison, D., Sain, M., and Couturier, M. (2004). Resin transfer molding of natural fiber reinforced composites. Composite Science and Technology, 64(1): 175-184.

[5]. Van de Velde, K., and Baetens, E., (2001). Thermal and mechanical properties of flax fibers as potential composites reinforcement. Macromolecular Materials and Engineering, 86(1): 120-127.

[6]. Carrasco, F., Kokta, B., Arnau, J., and Page´s, P. (1993). The effect of low-temperature exposure on mechanical properties of polyethylene wood fiber composites. Composites, 33(2): 47-58.

[7]. Agrawal, R. Saxena, B. Sharma, B. Thomas, S., and Sreekala, M.S. (2000). Activation energy and crystallization kinetics of untreated and treated oil palm fiber reinforced phenol formaldehyde composite. Materials Science and Engineering A, 16(2): 77-82.

[8]. Lachazo, M. Albano, C. Ganzalez, J. Perera, R., and Canada, M. (2001). Polypropylene/ wood Flour composites: treatment and properties. Composite Structure, 54 (1): 207-214.

[9]. Cui, Y. Lee, S. Noruzian, B. Cheung, M., and Tao, J. (2007). Fabrication and interfacial modification of wood/ recycled plastic composites. Applied Science and Manufacturing Part A, 39 (1): 655-661.

[10]. Colom, X. Carrasco, F. Pages, P., Canavate, J. (2003). Effects of different treatments on the interface of HDPE/lignocellulosic fiber composites. Composites Science and Technology, 63(2q): 161-169.

[11]. Kazayawoko, M., Balatinecz, J., Woodhams, T., and Law, S. (1997). Effect of the ester linkages on the mechanical properties of wood fiber-polypropylene composites. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 16(15):1385-1395.

[12]. Raj, R., Kokta, B., and Daneault, C. (1990). The influence of coupling agent on mechanical properties of composites containing cellulosic fillers. Polymer-Plastics Technology and Engineering, 294(2): 339-353.

[13]. Karnani, R., Krishnan, M., and Narayan, R. (1997). Biofibers reinforced polypropylene composites. Polymer Engineering & Science, 37(2): 476-483.

[14]. Herrera, P., and Aguilar, M. (1997). Effect of fiber treatment on the mechanical properties of LDPE- henequen cellulosic fiber composite. Journal Applied Polymer Science, 65 (2): 197-205.

[15]. Carrasco, F., Kokta, B., Arnau, J., and Page´s, P. (1993). The effect of low-temperature exposure on mechanical properties of polyethylene wood fiber composites. Composites, 33(2): 46-54

[16]. Coutinho, F., Costa, T., and Carvalho, D. (1997). Polypropylene wood fiber composites: Effects of treatment and mixing conditions on mechanical properties. Journal of Applied Polymer Science, 65(8): 1227-1236.

[17]. Sapieha, S., Allard, P., and Zang H. (1990). Dicumyl peroxide modified cellulose LLDPE composites. Journal of Applied Polymer Science, 41 (3): 2039-2045.

[18]. Kuruvilla, J., Sabu, T., and Pavithran, C. (1996). Effect of chemical treatment on the tensile properties of short sisal-fiber-reinforced polyethylene composites. Polymer, 37(23): 99-106.

[19]. Manikandana, N., Diwan, S., and Sabu, T. (1996). Tensile properties of short sisal fiber reinforced polystyrene composites. Journal of Applied Polymer Science, 60(7): 1483-1492.