بررسي تأثير جايگزيني الياف PVA با ميكرو و نانو الياف سلولزي بر خواص مكانيكي كامپوزيت سيماني مهندسي شده

كارشناسي ارشد

چكيده امروزه استفاده از منابع تجديد پذير براي دست يابي به الگوي توسعه¬ي پايدار در مواد ساختماني روبه گسترش مي¬باشد. يكي از مؤثرترين روش¬ها جهت كاهش اثرات محيطي ناشي از بكارگيري مواد نفتي، استفاده از الياف گياهي مي¬باشد. كامپوزيت سيماني مهندسي شده، ماده¬اي است با مقاومت و چقرمگي بالا، كه عموما از الياف PVA به عنوان تقويت كننده در آن استفاده مي¬شود. با توجه به خصوصيات منحصر به فرد اين ماده، استفاده از آن در كشور ما امري ضروري به نظر مي¬رسد. اما متأسفانه الياف PVA در ايران توليد نمي¬شود. جهت غلبه بر اين مشكل و نيز با توجه به اهميت جايگزيني الياف مصنوعي با الياف طبيعي و توليد كامپوزيت سبز، در اين پروژه از الياف طبيعي سلولز به عنوان تقويت كننده ECC استفاده شده است. براي اين منظور خمير الياف كرافت با درصدهاي حجمي مختلف(5/0، 1، 5/1 و2 درصد) در ماتريس پايه سيماني به كار برده شد. در ادامه نمونه¬هايي حاوي نانو و ميكرو الياف كرافت به صورت جداگانه و نيز هيبريد آنها با الياف PVA در نسبت¬هاي مختلف ساخته شدند. نانو و ميكرو الياف مورد استفاده در اين پروژه به روش شيميايي- مكانيكي با بهره¬گيري از پيش عمليات قليايي، هيدروليز اسيدي و عمليات فراصوت از كاغذ قهوه¬اي كرافت به دست آمد. از آناليز پراكنش ديناميكي نور(DLS) براي مشخص شدن اندازه نانوالياف به دست آمده استفاده شد. همه¬ي نمونه¬ها پس از 28 روز عمل¬آوري در آب، تحت آزمون خمش سه نقطه¬اي قرار گرفتند با توجه به نتايج به دست آمده، افزايش درصد حجمي خمير كرافت، به تغيير رفتار كامپوزيت از حالت ترد و شكننده به رفتار نرم شوندگي كششي منجر مي¬شود. همچنين كامپوزيت¬هاي ميكرو و نانو سلولزي، رفتار ترد و شكننده از خود بروز مي¬دهند. در كامپوزيتهاي هيبريدي، جايگزيني پلي وينيل الكل با ميكرو ونانو الياف، در درصد¬هاي حجمي مختلف باعث كاهش چقرمگي كامپوزيت شد. در 5/1 درصد حجمي الياف، كامپوزيت¬هاي هيبريدي استحكام اوليه بالاتري را نسبت به كامپوزيت حاوي الياف پلي وينيل الكل نشان داد. واژه‌هاي كليدي: كامپوزيت سيماني مهندسي شده، رفتار خمشي، الياف سلولزي ، روش¬هاي شيميايي- مكانيكي استخراج نانوالياف سلولزي

188774

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پليمر

دكتر مسعود جمشيدي - دكتر محمد فصيحي دستجردي