خواص مکانیکی دینامیکی و گرمایی کامپوزیت های هیبریدی باگاس/الیاف شیشه/پلی پروپیلن

(1)

یکیمانید یکیناکم صاوخ یکیمانید یکیناکم صاوخ ییامرگ و

ییامرگ و تیزوپماک

تیزوپماک یدیربیه یاه

یدیربیه یاه

یلپ/هشیش فایلا/ساگاب یلپ/هشیش فایلا/ساگاب نلیپورپ

نلیپورپ

هدیکچ هب شهوژپ نیا ایزووماا یکیماانید یکیناکم و ییامرگ صاوخ یبایزرا روظنم

ااه

یلپ/هشیش فایلا/ساگاب دیربیه یزووماا .دش ماجنا نلیپورپ

شور اب دیربیه اه

ش هتخاس باذم طلاتخا نآ صاوخ و دند

نوامزآ ااب اه یجناسامرگ

یاشبور یلاضافت

(

DSC

) و د یکیناکم نومزآ ی

مان یک ی (

DMA

) سرربدروم ی ق اصاح جیاتن . فرگ رار

زا نومزآ یجنسامرگ یشبور

فاایلا و سااگاب ندونافا ااب هاا درا صخشم یلضافت

یرولب هجرد و فای لاقتنا رتلااب اهامد هب یگنیرولب امد و بوذ امد ،هشیش یگن

.درا ادیپ شیانفا هتفای نیا

اه خاس راکشآ ها

هاشیش فاایلا و ساگاب اماا شاقن

یم افیا یزووماا رد ار از هتسه نومزآ .دننا

یکیماانید یکینااکم ااب هاا داد نااشن

ندرادراو هب هشیش فایلا و ساگاب

سیرتام یلپ نلیپورپ ی ( هریخذ لودم ، E

لودم و )

( فلاتا

E

انفا ) شی ،هتفای یلاحرد ( فلاتا روتااف زا ها

tanδ

هاب .داش هتساا ) رواظنم

یوقت رثا یبایزرا یشخبرثا بیرض ،امد شیانفا اب یگدننا

(

C

) هنماد رد ییاامد ااه

و هبساحم فلتخم دش صخشم

راثا رد یکینااکم صاواخ دوابهب لااب اهامد رد ها

سوملم ،فایلا روضح . سا رت

یگدنبسچ یفیا فایلا

- سیرتام روتاااف هباساحم ااب

یگدنبسچ (

A

) یزووماا فلاتا روتااف بسحرب (

tan δc

رامیلپ فلاتا روتااف ،) (

tan

δp فایلا یمجح ءنج و ) (

f

Ф .دش نییعت ) ریداقم

هبساحم یگدنباسچ روتااف هدش (

A

)

یلپ/ساگاب متسیس هب هشیش فایلا ندونفا اب ها داد ناشن ،نلیپورپ

بسچ یگدن فایلا -

سیرتام یم دوبهب زا کشتم دیربیه یزووماا .دبای 52

و ساگاب دصرد 52

داصرد

،هشیش فایلا یگدنبسچ

فایلا - سیرتام .داد زورب ار رتهب

ناگژاو دیلک ي : یکیناکم نیلانآ -

،هشیش فایلا ،یکیمانید ،ساگاب

،یشخبرثا بیرض

،یگدنبسچ روتااف دیربیه یزووماا

.

ناحور يدهم ی

1 *

درک دازهب 2

5 و نلولس هورگ ،ذغاا و بوچ عیانص و مولا رایداتسا

هتسب هاگشهوژپ ،یمیشورتپ و یمیش هدکشهوژپ ، دنب

ناریا ،جرا ،درادناتسا .

5 و نلولاس هوراگ ،ذاغاا و بواچ عیاناص و مولا رایداتسا

هتاسب ،یمیاشورتپ و یمیاش هدکاشهوژپ ، دانب هاگاشهوژپ

ناریا ،جرا ،درادناتسا .

ئسم :تابتاکم لو

mroohani@standard.ac.ir

: فایرد خیرات 52

/ 32 / 49

:شریذپ خیرات 51

/ 30 / 49

همدقم هفرنيایا فرشر رریخا نایلاس یط یا

هرنیمزرد و فریلوت

تيزوپماك فرصم ر ارمرا یارهرمیلی زا ارصاا یاره

هرب

دوجو تسا هفمآ [

1 ]. ، رلتفم فاریلا ارب ارهرمیلی طلاتخا

ترريزوپماك زا یزیررسو هرتررسا یارررب ه رريو اوررخ اررب ارره

یم هك تسا هدروآ فيفی عونتم یاهدربراك فن اوت

هرب ناورنع

بورچ و وایرلا رریظ لوافتم داوم یارب بسانم نيیگياج هدافتسادروم ف ریا رارق

[ 2 ] تيزوپماك هنیمز نيا رد . یاره

یررزی ط فارریلا و ر اررمرا یاررهرمیلی زا اررصاا هررب

روررط

هدرترررسا یا

هرررزلاطمدروم هرررتارارارق

(2)

،یراازارس ترسيز ،یر اوارا ،یک س ایلد هب ییلولسونگیل یرس اد یکی ارکم ترمواوم ،نیياری ترمیق و هت ارباق

لورر ق ،

یب ،نیيای ی س یافنياس و یرطخ ترسيز بريرفت یريذری هب ناونع اماع تيووت هفننك بولطم یارب یترسلای اره هرب رامش یم ف ور [ 4 ، 5 ]. زا هتسد نيا تيزوپماك اه رد عيانرص رلتفم ،یزارسوردوخ نامتخارس

نارمل م ،یزارس یزارس

،

ك و هدر ،تنیباك وری

و برد اریاوری ، ،هررجنی

ايارسو

اما او و و هدرتسا دربراك هریغ یا هدركافیی ف ا . یلع مرغر ناواررا یايایم هرارشا هفرش اورخ ،یرزی ط فاریلا یاررب

یکی اکم ًات س یاف ورشرت ،مرك یرترارا یرافريای ،نیيای

، یزض بذرج و یررمیلی هنیمز هدام رد شنكاری یراوشد

دربرارك هنماد ،دايز تبوطر نآ

اره هرجاوم تيدوفردم ارب ار

تسا هتخاس .

رد لاس یاه یکيییا اوخ دو هب یارب ریخا

تيزوپماك یکی اکم و ورا ریظ یفيفج یاهدرکيور ،اه

راد

هفننكری رياس اب نویسافير یه و یيایمیش حلاصا ،ندرك اره هجوتدروم نارگرشهو ی هرتارارارق تريزوپماك .ترسا یاره

تيووت عو ي زا نآ رد هك فنتسه یداوم یفير یه هفننك

سيرتام فنچ زا یطولفم تيووت یارب [

6 ، 7 ] فرنچ زا اري و

تيووت عو سيرتام ي تيووت یارب هفننك

زا یر یكرت اي و

یررم هدافتررسا تررلاا ود ررره دوررش [ 8 ، 1 .] فارریلا فررنچره

یم ار یدفزتم ناوت

ارما ،دورم هاارضا یفير یه متسیس هب

زا هدافتسا تلاا نيرتفنمدوس فایلا عو ود بیكرت

ترسا .

نيازا ور تيزوپماك هب یبایتسد ناکما نویسافير یه ارب یياه

یم مهارا ار راظت ا دروم اوخ دزاس [ 1 ] . هب ورار ع ررگيد ،

عو قیقد بافت ا اب تيووت

هفننك ررا ور و آ

نارکما ، رو

رسفنهم یاارط یرا يو ارب یداورم ی

یاررب برسانم یاره

اب دفزتم یاهدربراك رد

رظ هر نج نتاررا یدارصتقا یاره یم مهارا .دوش یاررهرمیلی ترريووت هفررش هررشیش فارریلا اررب هررب

ارریلد

نیيای نزو و لااب اکدتسا زا یرادروخرب هب

هدرترسا روط یا

اررری موتا عيانرررص رد و یزارررس ارررضااوه هدافترررسادروم هتارارارق ف ا . هب رظنم تريزوپماك رد اورخ دور هب رو یاره

یفررير یه یررزی ط فارریلا اررب هارررمه هررشیش فارریلا زا ،

هدافتسا هفش تسا [ 11 ]. تيووت رثا هرشیش فاریلا یافرننك

هدافتسا رد مه

نامز ، رنك ،بورچ رریظ یرزی ط فاریلا اب

سا ا آ و لاسیس ،و ماب ،ناتك رایا هفش تسا [ 14 -11 ]. یياج آزا هك تيزوپماك یاره تريووت رش هف رد ،فاریلا ارب شنررت رررزم رد یيارره دربراررك کيارررش

یکیماررنيد یارره

یم رارق یفلتفم یترسلااوکسيو اورخ هرزلاطم ،فر ریا

نآ اه ترویوا رد .ترسا رادرورخرب یيایرس هرب تریمها زا

تيزوپماك یکیمانيد اوخ یدربرارك تیمها یرمیلی یاه

ف راد یيلااب ، ب

ه زا یزیرسو هرترسا رد اورخ نيا راا ه يو

ا امد و س اكر نیریزت هفرش فنرشاب [ 15 .] یکی ارکم ییلار آ

یکیمانيد هرب

رورط رارتار و راتخارس هرزلاطم یاررب عیرسو

تيزوپماك و داوم یتسلااوکسيو یرمیلی یاه هدافتسادروم هتارارارق تسا [ 21 -15 .] یرياریم و اکدترسا ور نريا

تيزوپماك راررق یباريزرا دروم لتفم یاهدربراك یارب ار اه

یم هد .ف اوخ یبايزرا ففه اب قیودت نيا و یيامرا

یکی ارکم

ترريزوپماك یکیماررنيد طلاتررخا زا اررصاا یفررير یه یارره

یلی هنیمز هدام رد هشیش فایلا و ساااب یراارط نلییورری

ررب هرشیش و سارااب فاریلا بیكرت فصرد ریثأت .تسا هفش هرتررسا رد ترريزوپماك یکیماررنيد یکی اررکم اوررخ یور دروم رظ دروم یيامد بيررض نینچمه .تارا رارق یبايزرا

لوفرم ريداروم یور زا فایلا یافن سچ روتكاا و یشفبرثا و ه سادم فلاتا روتكاا و هریخذ هزلاطمدروم

.تارا رارق

شور و داوم اه

داوم یلی زا قیودت نيا رد نلییوری

لوت هفشفی تكررش کسوت

باذرم ناريرج صخاش اب كارا یمیشورتی 18

هد ررب ررا

چ و هویقد یلاگ

1/ 1 یت اس رب را بزکم رتم

ار اب یرارجت

V30S

هب یرمیلی هدام ناونع و

فر ویی فريرفی ا ریئلام زا

یرلی ارب هفش نلییورری

PP-g-MA

تكررش ولاورصدم زا )

یکي لب

Solvay

باذرم ناريرج صخاش اب 64

هد ررب ررا

هویقد یراجت ا و

Priex 20070

هب ناورنع ارماع راازارس هفننك .فش هدافتسا عور زا هرشیش فاریلا

E-Glass

لورط ارب 3

یرلیم ررتم

اررر يد تكررررش زا ارررا

سلاار ي سارررااب .فرررش هررریهت

رخ یرافي هفش هر اخراك زا ترفه هرپت ناترسزوخ هرب ناورنع ترريووت هدارم زا سرری ساررااب فارریلا .فرش هدافتررسا هفررننك

یررشکچ بایررسآ هاگتررسد کررسوت ،هاگررشيامزآ هررب لارروت ا یارررب یهاگررشيامزآ ررلا زا سپررس و فررش درررخ افررج

ندرررك نآ ارره شررم ررلا نیررب وارذ .فررش هدافتررسا 41

(3)

شررم 61 فررش افررج یفررزب ارراارم رد هدافتررسا یارررب .

وفررم هررب سپررس 24

یاررمد رد تعاررس 3

± 112 هررجرد

یت اررس لاماررك اررت تررارا رارررق هرر افمرا اررخاد دارررا

.ددرا شخ

شور اه هنومن تخاس و طلاتخا دنیارف ینومزآ یاه

داوررم طلاتررخا فررنيآرا قباررطم

لوفررج 1 کررسوت

هاگتررسد طوررلفم نررك یررلخاد

1

لفررم

HBI System 90

یياررکيرمآ تكرررش تخاررس

Haake Buchler

رد ) یاررمد

181 یت اررس هررجرد اررب و دارررا

تعرررس 61 هررویقد رد رود

فررش اررج ا .

،داوررم طلاتررخا زا سرری هزاررسفنچ

یررب اکررش

لوت ی هفشف هرب و هفرش بایرسآ هراربود نفرش دررس زا سری

هاگتررسد بررلاق

ا رری ر ی یررويریت

2

ی هررم تزنررص ی لفررم

EM80

لاررصا تكرررش تخاررس ی

نا فررش ارروتنم .

ا رد رري ن

لور ارا هاگتسد افرتبا اره

بوذ هفرش ز رارشا ارب فرزب و ري

دا

لررش بررلاق اررخاد هررب ی

فررش ف اررمد . ی ررس ی رفنل ریت رري ق

181 یت اررس هررجرد ،دارررا

ریت راررشا رري

ق 111 راررب ناررمز ،

قرريریت هرود 21

هرری اث فررش هررتارا رررظ رد ،

اه رد رري ت

هرر وم ارره ررمزآ ی ی و ب بررلاق زا رری

نور .ف فررش هدروآ یارررب

و یيارررمد ترررخاونکي کياررررش زا نارررنیمطا لورررصا هررر وم ارررمت ،یتبورررطر دراف اترررسا ی ورررمزآ یاررره

هتخارس هفرش یارمد رد 23

یت ارس هرجرد تربوطر و داررا

ی س 51 ارب ارت ف فرش هداد راررق هرتفه ري وفرم هرب %

.فنسرب لدازت هب کیدم یامد و تبوطر نومزآ

یجنسامرگ شبور

ی یلضافت ( DSC )

ه وم نومزآ نيا اج ا یارب یياه

ی يروت نزو اب 5

ات 7

یررلیم یاررهرامیت زا رررا هررزلاطمدروم

هرریهت ، و رد سپررس

هظفدم یترسد سرری رمك هرب رچوك یموینیمولآ یاه

امرا .فش هداد رارق هاگتسد رد و هدرشا یهد

هرب ار ورورص

مه رافوم هب و امد 11

یت اس هجرد هویقد رب دارا

هب بریترت

.فش اج ا ريز - امرا یهد زا 25 ات 311 یت اس هجرد دارا

- امرا یهد یامد رد 311

یت اس هجرد وفرم هرب دارا

11 هوباس ندرب نیب زا یارب هویقد امرا

یهد هیلوا

- یامد زا ندرك نخ 311

ات 25 یت اس هجرد دارا

- امرا یهد زا دفجم 25 ات 311 یت اس هجرد .دارا

اررج ا یارررب نوررمزآ نرريا

هاگتررسد زا

Netzsch

لفررم

F2-Maia

هداد .فش هدافتسا ناملآ روشك تخاس نیلوا یاه

ارمرا هلارم نیمود و شيامرس يارت اریلدت یاررب یرهد

هب یيامرا یوگلا یور زا .ف فش هدافتسا تسد

یارمد ،هفرمآ

بوذ

Tm

بوذ ناره یامرا ،)

∆Hm

یگنيرورلب یارمد و )

Tc

.ف فرش نییزت ) ورلب نایریم

یگنير

Xc

) زا هدافترسا ارب

هلدازم 1 فش ه سادم ) [

5 .]

1 ) 100

Xc 

 

 

W H

H

m o

m

نآ رد هك ∆Hm

ه وم بوذ ناه یامرا ،

∆Hom یامرا

بوذ ناه

PP

هرك رورلب فصرد فص 138

رد ررا ررب لوژ

و )فش هتارا رظ

W

.تسا هزاسفنچ رد رمیلی ی زو فصرد

لودج 3 - یازجا ینزو دصرد کشت

ی ل هد هدن فلتخم یاهرامیت بیکرت

1 2

رامیت هرامش یلی

نلییوری )% )% ساااب

)% هشیش فایلا هفننك راازاس

% )

1 111

- -

1

2 57

41 -

3

3 57

35 5

3

4 57

31 11

3

5 57

25 15

3

(4)

ومزآ یکیمانید یکیناکم ن ( DMA ) نوررمزآ یکی اررکم - یکیماررنيد DMA ) اررب قباررطم دراف اترررسا E1640 ASTM [ 22 ] زا هدافتررررسا ارررب

هاگتررسد

Polymer Laboratory

لفررم PL تخاررس روررشك ناتسلگ ا دوجوم

ررب ناريا یمیشورتی و رمیلی هاگشهو ی رد

ه وم یور نومزآ .فش اج ا اه

یشمخ فم رد هس هطو ا ی و یيامد هنماد 61 - ات 151 یت اس هجرد + اب دارا

ورارا خر

یهد 5 یت اس هجرد و هویقد رب دارا

را س اك 1 یتره اج ا فش . یلارمعا س اركرا هدوفردم امت رد ش رك رافوم 1/

1

.فش هتارا رظ رد فصرد ه وم اه اکرش هب یلیطترسم هرب داررزبا 1 × 11 × 31 یررلیم رررتم زا هررریا کررسوت اررهت ا ود

هتسب هفش تردت ،كرردتم هرریا کسوت ییكرم هطو رد و

ترا از رارق یسونیس تارا

یارب عيام نژورتی زا . نفیسر

نیيای یاهامد هب رش هدافترسا کیردم یامد زا رت

ف . بيررض یشفبرثا C ) تريزوپماك هرریخذ لوفم نیب ت س ،

E

)

هرشیش هیاا رد ررمیلی هرریخذ لوفرم هرب یکیترسلا و یا

هرشیش هریاا رد صلاخ قبارطم یکیترسلا و یا

هرلدازم 2

:فش ه سادم

2 ) polymer E E composite E E C r g r g      / / هك g E و r E

هریاا رد هریخذ لوفم ريداوم بیترت هب

هشیش .فنتسه یکیتسلا و یا

ور قباطم Kubat نارارکمه و 1111 ) و Correa و ناراکمه 2117

یرياریم بيرض اي فلاتا روتكاا ،)

tan δ

)

تيزوپماك یم ار

یمجا ءیج ساسا رب ناوت Φ ) ریم و یريا یکی اکم نآ هف زاس یایجا درك نایب [ 23 ، 17 ]: 3 ) p p i i f f

c   

 tan tan tan

tan   

سيو ريز هك یاه c ، f ، i و p هرلدازم رد 3 بریترت هرب

هرنیمز هدارم و كرترشم حطس ،هفننكری ،تيزوپماك رگ ایب اررب .تررسا یرررمیلی ییچارر رررا

ندوررب هفررننكری یررياریم

tan δf

) و ندوب مك رترشم حطرس یرمجا ءیج

حطرس ك

)بلص كرتشم و فرص رظ زا نآ اه ريداروم ارب هرسياوم رد

هنیمز هدام و هفننكری هلدازم ، 3 یم ار ناوت هرب ورورص رريز

:درك یسيو زاب 4 ) ) 1 ( ) 1 ( tan tan A f p

c    

  هك                      p i f i A   tan tan ) 1 (

هررلدازم یررسيو زاب اررب 4

، یافن ررسچ روتكاررا

A

) ار

یم ماك فلاتا روتكاا ساسا رب ناوت تيزوپ

tan δc

)، روتكارا

ررمیلی فلاتا

tan δp

) هفرننكری یرمجا ءیرج و

f

Ф رد )

.درك ه سادم نیزم یامد

5 ) 1 tan tan ) 1 ( 1 _    p c f A  

ثحب و جیاتن

یجنسامرگ یشبور

یلضافت

یکی اررکم و یررکيییا اوررخ ترريزوپماك بوررچ یارره ، یتسلای هب وفش تدت ثأت ری د ام شنت و اه یرترارا یاره

هلارم یط هك یم لامعا نآ هب تخاس

،دوش یم رارق .درریا ازا نرري ور یررسررب ، ترريزوپماك یکیماررنيدومرت یاررهرتمارای

اررصاا .تررسا رادروررخرب یيایررس هررب ترریمها زا ، نوررمزآ یجنسامرا یشبور یلرضافت DSC ) اورخ هرزلاطم یاررب

ترريزوپماك یياررمرا یفررير یه یارره

راررك هررب فررش هررتارا .

زا اصاا یيامرا یاهرتمارای اراورمرت یاره DSC امارش بوذ یارررمد Tm

بوذ ناررره یارررمرا ،)

∆Hm

)، یارررمد

یگنيرورررلب

Tc

) یگنيرورررلب هرررجرد و

Xc

لوفرررج رد ) 2 هئارا هفش .تسا نامه ه وا یرم هفهارشم هرك ندویراا دورش

اب فایلا تيزوپماك بوذ یامد ،هشیش و ساا یفير یه یاه

.تسا هداد لاوت ا رتلااب یاهامد هب ار اارب

ني دورجو ، شيایراا

یارمد شيایراا ترلع .ترسی ریگمشچ نافنچ بوذ یامد بوذ هرشیش و سارااب فاریلا یزرض یيارمرا یيا اسر هب راتخارس رد هرشیش و ساااب فایلا عقاورد .فش هداد ت س

تيزوپماك هب

ناونع یفرنك برجوم و هدررك امع قياع ي

یم ورارا لاوت ا .ف ورش

ت رد هرجی ،ارصاا تريزوپماك رد

هررب عورررش رتلااررب یاررهامد یررم بوذ

.فررنك هباررشم ياررت

(5)

رایا هفش .تسا ندویاا اب ،هشیش و ساااب فایلا

یارمرا

بوذ ناه شهارك .فرش شهاك راچد

بوذ ناره یارمرا ،

افررروم شهارررك زا یرررشا رد یررررمیلی هرررنیمز هدارررم ر

تيزوپماك .تسا فایلا یواا یاه

هدام رافوم نفش رتمك اب

یرمیلی هنیمز ،

.ترسا زاری دروم بوذ یارب یرتمك یامرا

نامه ه وا یم هفهاشم لوفج رد هك ،دوش

یگنيرورلب یامد

تيزوپماك یگنيرولب هجرد و اه

یارمد هبارشم فر ور زا مره

بوذ یم یوریی ك .فنن هرب رورط ی هرك فاریلا رورضا ررثا رد

رد هرشیش فایلا فصرد شيایاا نینچمه و هشیش و ساااب تيزوپماك بیكرت

،اه یگنيرورلب یارمد یگنيرورلب هرجرد و

ترريزوپماك ارره

داد ناررش شيایرراا .

شيایرراا ارریلد یاررمد

یگنيرولب هتسه رثا هب یگنيرولب هجرد و

سارااب فایلا یياز

ایلا .فش هداد ت س هشیش و مهاررا ارب هرشیش و ساااب ف

هتسه یارب یرتسب ندرك نگمها یياز

، هب ناونع اماع ي

از هتسه ایهرست و تعررس شيایراا برجوم و هدررك امع

یلی رول ت یم نلییوری .ف وش

کرسوت هبارشم يات

Ndiaye و ناراکمه 2111 ) ارب ی یرلی تيزوپماك بورچ درآ/نلییورری رایا هفش تسا [ 25 ]. لودج 2 - صاوخ گ ییامر لصاح زا نومزآ یجنسامرگ یشبور یلضافت تیزوپماک اه فیدر نویسلاومرف

Tm (°C)

ΔHm (J/g)

Tc (°C)

Xc (%)

1 نلییوری یلی 5/ 165 3/ 64 2/ 118 6/ 46 2 + نلییوری یلی

41 ساااب % 3/ 167 1/ 31 5/ 111 2/ 47 3 + نلییوری یلی 35

+ ساااب % 5 هشیش فایلا % 1/ 166 6/ 41 1/ 111 5/ 48 4 + نلییوری یلی 31

+ ساااب % 11

هشیش فایلا % 1/ 168 1/ 42 6/ 121 8/ 51 5 + نلییوری یلی 25

+ ساااب % 15 هشیش فایلا % 6/ 168 5/ 43 3/ 123 5/ 52 هریخذ لودم ،یکیمانيد یکی اکم نومزآ رد هرب طوبرم هریخذ لوفم

هفلؤم یتسلاا هدام

یيا اوت زا یصخاش و هدوب نآ ظفا رد رافوم یژر ا خذ هری هفش .تسا هرریخذ لوفم وارییغت ف ور

یلی تيزوپماك و صلاخ نلییوری اصاا یاه هب وروص یزبات نامز زا اکش رد 1 هئارا هفش .تسا هرشیش هیاا رد هرك یا

هریج ز هنیمز هدام یرمیلی یاه و تركرا یدازآ اقافا اب

هب وروص مكارتم ،ف راد رارق مه رانك هرریخذ لوفم ًاتفرمع تدت ثأت ری ءایرجا لوفم کرشت ای هفرنهد .ترسا تريزوپماك نامه ه وا یم هفهاشم هك دوش

تيزوپماك هریخذ لوفم ، اره

یرلی هب ت س هشیش و ساااب فایلا روضا رثا رد نلییورری

یم ناش دو هب صلاخ یرم ار هلئرسم نريا .فرهد

هرب ناورت

هرنیمز هدارم رد هرشیش فاریلا و ساااب بلص وارذ روضا یلی داد ت س نلییوری [

26 ]. فيفرش شهارك امد شيایاا اب

هرشیش راذرا هریاا رد هریخذ لوفم -

هفهارشم یترسلا

یررم .دوررش هررب لكروررط ی راذررا هرریاا رد لوفررم ترراا

هررشیش - یررم ار یتررسلا وارررییغت ساررسا رررب ناوررت

ردت ي یريذری هرریج ز یارمد هدوفردم رد یررمیلی یاره

هرشیش ايف ت

Tg ) رد لوفرم شهارك نريا .دررك حيررشت تيزوپماك اه تدت ثأت ری رثا ووت تي یافننك هفننكری راررق اه یم دریا ناراکمه و لاوکيدا 2115 .) هرب رورط ی هرك رافروم

تيزوپماك رد تاا نيا .تسا رتمك صلاخ رمیلی هب ت س اه

و ساررااب فارریلا یکیمانيدورفرریه وارررثا زا یررشا وواررفت یيا اوت نینچمه و یتسلااوکسيو کیدم رد هشیش نآ

اره

درك دوفدم رد هرریج ز كرردت یکی ارکم ن

یررمیلی یاره تسا [ 11 ]. اج آزا یي رد یررمیلی هرنیمز هدام ،نیيای یاهامد رد هك

هشیش تلاا هریاا زا رور ع زا سری و دراد رارق بلص و یا

هشیش راذا -

یرم لوفرم تراا رارچد ، یترسلا ررثا ،دورش

تيووت هفننكری یافننك سورملم یکیترسلا هیاا رد اه

ررت

.تسا ثأت تيووت ری هفننكری یافننك

یم ار اه ه سادم اب ناوت

یرشفبرثا بيرض

C

هرریخذ لوفرم ريداروم سارسا ررب و )

هرشیش هیاا یکیترسلا و یا

هرزلاطمدروم یاررب .داد راررق

تريووت رثا یبايزرا ،ارمد شيایراا یرط رد فاریلا یافرننك

بيرض

C

لوفج رد و ه سادم لتفم یيامد هنماد هس رد

2 هئارا هفش ارثم یارب .تسا یيارمد هرنماد ،ل

51 - ارت 111

یت اس هجرد نارش بریترت هرب داررا

هریاا یارمد هفرنهد

(6)

یم شیی یماگنه نیرب شنرت لاوت ا رافوم نيرتشیب هك فيآ

رررتمك ريدارروم و دوررش مداررا هررنیمز هداررم و فارریلا

C

ناش هفنهد [ تسا رتهب یشفبرثا 16

.] نارمه ا هر و رد هرك

لوفج 3 یم هفهاشم رافروم نيرتمك ،دوش

C

تريزوپماك هرب

یلی زا اصاا ،نلییوری

25 % ساااب و 15 % فایلا رد هشیش

یيامد هنماد 51

- ات 151 یت اس هجرد نيا .دراد قلزت دارا

و دراد راررق یرموتسلاا هیاا رد یيامد هنماد أت

هفرننكفیي

تيووت رثا هك تسا عوضوم نيا فاریلا یافننك

یارهامد رد

یاهامد هب ت س هشیش ايف ت یامد زا رتلااب اری

نیي زا ررت

سوملم نآ هشیش فایلا فصرد شيایاا اب نینچمه .تسا رت

ريداوم

C

یم شهاك راچد هك دوش

ناش هفنهد شنت لاوت ا

،سيرتام و فایلا نیب رتهب هب

و .تسا رتلااب یاهامد رد ه ي

0 500 1000 1500 2000 2500

-100 -50 0 50 100 150 200

)دارگیتناس هجرد( امد

)ل

اک

سا

پاگ

م(

هر

یخ

ذ ل

ود

م

صلاخ نلییوری یلی ساااب فصرد40

هشیش فایلا فصرد5 + ساااب فصرد35

لکش 3 - تیزوپماک هریخذ لودم اه

یدیربیه ی یلپ /هشیش فایلا /ساگاب

نلیپورپ هب تروص امد زا یعبات

لودج 1 - تیزوپماک یشخبرثا بیرض هنماد رد اه

فلتخم ییامد یاه

C) °

151 + ---51

C( C(-51--- +111°C) C(-51--- +51°C) رامیت

67

/1 /174 /178 ساااب %41+ نلییوری یلی

58

/1 /161 /183 هشیش فایلا %5 + ساااب %35 + نلییوری یلی

64

/1 /158 /172 هشیش فایلا %11 + ساااب %31+ نلییوری یلی

36

/1 /146 /165 هشیش فایلا %15 + ساااب %25 + نلییوری یلی

فلاتا لودم فلاتا لوفم E

هب طوبرم هفلؤم

رگ اریب و هدوب زوکسيو

ر ا رافوم ژ ا مترسیس کرسوت هفرش فلاتا ی اکرش .ترس

2

تيزوپماك فلاتا لوفم یيارمد هرتسا رد ار اه

هرزلاطمدروم

یم ناش .فهد یلی ،یکیمانيد یکی اکم نومزآ رد و نلییوری

تيزوپماك لاوت ا هلارم هس نآ زا اصاا یاه

α ، و ار )

زورب لتفم یاهامد رد یم

فرنهد لوفرم ارمد شيایراا ارب .

فلاتا شيایاا هتااي زا سی و هب اج تشاذا شهارك یی ود ن یم

فلارتا لوفم فيفش شيایاا .فباي نارش

هفرنهد شيایراا

یريذی كردت یترسلا هشیش لاوت ا رثا رد رمیلی راتخاس

نیيای یاهامد رد هك تسا زا رت

Tg ناکما تسی ريذی [

11 ].

رد هنماد یامد هزلاطمدروم ،

ود هلارم لاوت ا هب یبوخ هفيد

یررم دوررش . یياررمد هدوفرردم رد رریی نیررلوا هررجرد رفررص

یت اس دارا یم هفهاشم لاوت ا هب طوبرم هك دوش

و هدورب

هب ايف ت یامد یرم طوربرم هشیش

.دورش نارمه هر وا هرك

(7)

یی یندنم داجيا یم فنك و ارهنت

Tg ار هرب رافروم كفر ا

شيایاا یم فهد . یياجباج یامد لاوت ا هب یاهامد ارب رتلا ار

یم ناوت هب روضا هرشیش و سارااب فایلا رد

هدارم هرنیمز

یرررمیلی ت ررس

داد هررك ررعاب شهاررك ترریلباق كررردت

هریج ز یاه یرمیلی و ریخأت فنيارا لاروت ا هفرش ترسا . رد

دوفرا یامد 81

هرجرد ت ارس ی داررا هفهارشم ود ریی

یم لاروت ا هرب طوربرم هرك دوش α

.ترسا نريا لاروت ا هرب

كلاهتسا یژر ا

ز هریج یاه فرومآ رمیلی طار ترا دراد . رد

لاروت ا هیاا یيامد هنماد هشیش و ساااب فایلا روضا رثا هدرتسا شهارك زا یرشا هك تسا هفش رت یريذری كرردت

هریج ز یاه .تسا یرمیلی عافترا

فلاتا لوفم یندنم یی

ناررش تررسا یکی اررکم یژررر ا فلاررتا رثكافررا هفررنهد اررب .

ندركدراو و سارااب فایلا

هرنیمز هدارم ارخاد هرب هرشیش

یلی نلییوری عافترا فلاتا لوفم یندنم یی ایاا

شي هتااي و

لوفم هب یم اجباج رتلااب یاه دوش

هك ناش شيایراا هفرنهد

فلارتا لوفرم شيایاا .تسا متسیس یکی اکم یژر ا فلاتا تيزوپماك یرلی ارب هرسياوم رد اه

زا یرشا صلارخ نلییورری

رك ترسا ی ورد كاکطصا شيایاا یژرر ا فلارتا برجوم ه

یم یرتشیب یکی اکم دوش

[ 16 ].

0 10 20 30 40 50 60 70 80

-100 -50 0 50 100 150 200 250

)ل

اک

سا

پاگ

م(

ف

لات

ا ل

ود

م

لکش 2 -تیزوپماک فلاتا لودم یدیربیه یاه

یلپ /هشیش فایلا /ساگاب نلیپورپ

هب تروص امد زا یعبات

فلاتا روتکاف یترسلاا زاا نیب نزاوت هب اتلد ت ا ات اي فلاتا روتكاا

یم هداد ت س هدام زوکسيو زاا و دوش

و هب ذری كردت یري

دراد یگتسب رمیلی راتخاس [

11 ] اکرش . 3 روتكارا رادورم

یلی فلاتا تريزوپماك و نلییوری

ار ارصاا یاره هرب

ورورص

یرم نارش امد زا یزبات تريزوپماك رد .فرهد

یررمیلی یاره

تدت فلاتا روتكاا ریثأت

تيووت زاا یرم راررق هفرننك

.درریا

هررب یروررط هررك ترريووت ندویرراا اررب فلاررتا روتكاررا هفررننك

وپماك تيز یم شهاك صلاخ رمیلی اب هسياوم رد اه .فباي

نيا

شهاك هب حوضو اکش رد 3 یم هفهاشم .دوش

ار هلئسم نيا یم

یتكرا هنماد ندرك دوفدم هب ناوت لوکلوم

یاه ررمیلی

داد ت س بلص فایلا روضا رثا رد [

26 ]. نینچمه اریلد

،هفيفی نيا رگيد شهاك

رافوم سيرتام رد تريزوپماك یاره

یواا وت تيو هفننك تسا . ارب شيایراا رافروم هفرننكری هرب

نامه هزاف ا ت س سيرتام رد تريزوپماك

ارصاا شهارك

یررم فررباي . مكاررب نفررش رافرروم ،سيرتاررم دافررزت

یاهفررااو

كردتم هف روآفيفی ی

فنيآرا شياسآ شهاك هرتااي هرب عر ت

نآ اب هتساك نفش دافزت یاهفااو كردتم

تكررش هفرننك

رد فنيآرا شياسآ ، هزاف ا حطس ریی ريز یرندنم

شهارك

یم فباي . نامه ه وا اکرش رد هرك 3

یرم هفهارشم دورش

(8)

شيایاا تريزوپماك نویرسلاومرا رد هرشیش فاریلا فرصرد

اصاا یفير یه و عارفترا ،هفرش تراا راچد فلاتا روتكاا ،

حطس یی ريز یندنم

یم شهاك .فباي

کرسوت هباشم يات

Ornaghi

ناراکمه و 2111

و )

Devi

اراکمه و ن 2111 )

رایا هفش تسا [ 21 ، 21 ]. اج آزا یي هك یکی اکم نومزآ رد كرترشم حطرس هیاا رد یکی اکم یژر ا فلاتا یکیمانيد

یم قافتا سيرتام/فایلا یم راظت ا ،فتاا

شنکمهررب هرك دور

ار یژر ا فلاتا رافوم سيرتام/فایلا كرتشم حطس رد یوق .فهد شهاك ازا

نري ور روتكارا ریی ررتمك ريداروم ، فلارتا

ناش تسا كرتشم حطس رتهب تیفیك هفنهد [

11 ].

0 0/05 0/1 0/15 0/2 0/25

-100 -50 0 50 100 150 200

اتل

د ت

ناژ

نات

لکش 1 - تیزوپماک فلاتا روتکاف یدیربیه یاه

یلپ /هشیش فایلا /ساگاب نلیپورپ

هزلاطم یارب ثأت

ری تریفیك یور رب هشیش فایلا روضا

/فایلا كرتشم حطس یافن سچ سيرتام

تيزوپماك رد یاه

،یفير یه روتكاا

یافن سچ

A

) زا هدافترسا اب هرلدازم

5 ،

تريزوپماك فلاتا روتكاا ساسا رب

tan δc

فلارتا روتكارا ،)

رمیلی

tan δp

هفرننكری یرمجا ءیرج و )

f

Ф هرنماد رد )

یياررمد هررزلاطمدروم ،

ه ررسادم .فرريدرا

رادوررم روتكاررا

یافن سچ

A

) اکش رد و میسرت امد ربارب رد 4

هئارا هفرش

.تررسا افرر ا روتكاررا نرريا هز

ییوکررسوركام یررتیمك یررریا

یکی اررکم نوررمزآ یررط رد كرتررشم حطررس یافن ررسچ یم هئارا ار یکیمانيد .فهد

نامه ه وا یم هفهاشم هك ،دورش

اب ندركدراو تريزوپماك راتخارس ارخاد هرب هرشیش فاریلا

یلی/ساااب یافن رسچ روتكاا ،نآ فصرد شيایاا و نلییوری

ترااي شهارك نارش هررك

حطررس ررتهب یافن ررسچ هفرنهد

روتكارا ررتمك ريداروم ترسا هرنیمز هدارم/فایلا كرتشم یافن سچ

A

)، شنکمهررب دور هب رب تللاد حطرس رد اره

.)دراد هررنیمز هدارررم/فایلا كرتررشم نیرررنچمه

روتكارررا

یافن سچ ايفر ت یارمد هرب ت رس ار یيلاارب تیساسا

یم زورب هشیش امد نيا هدوفدم رد هکيروطب .فهد

نوماریی

هجرد رفص ت اس

ی دارا ،) ریی هب یافن سچ روتكاا رادوم

یم دوخ حطس یافن سچ تیفیك شهاك رب تللاد هك فسر هرب هفريفی نريا تلع .دراد یيامد هدوفدم نيا رد كرتشم

هریج ز كردت شيایاا نريا رد هرنیمز هدارم یررمیلی یاره

(9)

-0/6 -0/4 -0/2 0 0/2 0/4 0/6

-100 -50 0 50 100 150

یگ

دن

بس

چ

رو

تک

اف

ساااب فصرد40

لکش 1 - روتکاف یگدنبسچ تیزوپماک

یدیربیه یاه /ساگاب

یلپ /هشیش فایلا نلیپورپ

هجیتن یریگ ریخا شهو ی رد اوخ

یيامرا و یکی اکم - یکیمانيد

تيزوپماك یاه

یفير یه زا ارصاا

فاریلا / سارااب فاریلا

یلی و هشیش نلییوری

سرربدروم ی تارا رارق ،ساسا نيا رب .

تيزوپماك فنيارا اب یفير یه یاه

هتخارس باذرم طلاترخا

ش ف و نورمزآ یجنرسامرا و یکیمارنيد یکی ارکم یرشبور

یلضافت یور رب نآ اه ارج ا ترارا . هرك داد نارش يارت

،بوذ یامد یگنيرولب یامد

تيزوپماك یگنيرولب هجرد و اه

.تااي شيایاا هشیش و ساااب فایلا ندویاا اب هجیت

یرریا

هك فش رتلاارب یارهامد هرب بوذ یارمد لاوت ا ارب

یيا ارسر

یيامرا هرشیش و سارااب فاریلا یزرض و

شيایراا یارمد

یگنيرولب یگنيرولب هجرد و

اب هتسه رثا یياز نآ اه عيرست و

.دراد طارر ترا هررنیمز هداررم روررل ت یکی اررکم راررتار هررزلاطم

یکیمانيد تيزوپماك

اه هرریخذ لوفرم دور هب زا یكارا رد

اب هسياوم یلی

نلییوری صلاخ .دوب یشفبرثا بيرض ه سادم

داد ناررش دورر هب بررجوم هررشیش فارریلا روررضا هررك

ووت تي یافننك تيووت رثا و هفش یاهامد رد فایلا یافننك

نیياری یاهامد هب ت س هشیش ايف ت یامد زا رتلااب زا ررت

سوملم نآ .تسا رت

تريزوپماك فلارتا لوفم شيایاا رد اره

یلی اب هسياوم یر ورد كاکطرصا شيایاا هب صلاخ نلییوری

م یژر ا فلاتا بجوم هك یم یرتشیب یکی اک

ت رس دورش

.فش هداد یتكرا هنماد ندرك دوفدم

لوکلوم یاره ررمیلی

فلارتا روتكارا شهارك برجوم بلرص فاریلا روضا رثا رد تيزوپماك فريدرا صلاخ رمیلی اب هسياوم رد اه

و ه رسادم .

یافن رسچ روتكارا هسياوم نارش

هفرنهد تریفیك دور هب

ش فاریلا ندویاا رثا رد كرتشم حطس یافن سچ هرب هرشی

یلی/ساااب متسیس دوب نلییوری

. عمج راکرشآ يارت یفرنب

هرررك تخارررس ندرررركدراو

طورررلفم هرررب هرررشیش فاررریلا

یلی/ساااب نلییوری

هب روظنم ،یفرير یه تريزوپماك تخاس

یکیماررنيد یکی اررکم و یررترارا اوررخ دورر هب بررجوم م ی دوش هکيروطب . زا اصاا یفير یه تيزوپماك

61 رلی % ی

،نلییورررری 25

% سارررااب و 15 % فاررریلا هرررشیش روت ًاررر ي

(10)

م را ج ع

[1] Amash, A. and Zugenmaier, P., 2000. Morphology and properties of isotropic and oriented samples of cellulose fibre–polypropylene composites. Polymer, 41 (4):1589-1596.

[2] Joseph, P. V., Mathew, G., Joseph, K., Groeninckx, G. and Thomas, S., 2003. Dynamic mechanical properties of short sisal fibre reinforced polypropylene composites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 34(3):275-290.

[3] Ornaghi, H. L., Bolner, A. S., Fiorio, R., Zattera, A. j. and Amico S. C., 2010. Mechanical and dynamic mechanical analysis of hybrid composites molded by resin transfer molding. Journal of Applied Polymer Science, 118 (2):887-896.

[4] Oksman, K.and Sain, M., 2008. Wood-Polymer Composites, Woodhead Publishing Ltd, Great Abington, Cambridge, UK, 366p.

[5] Rowell, R.M., 2005. Hanbook of Wood Chemistry and Wood Composite. CRC Press; 2nd edition, 703p.

[6] Fu, S. Y., Xu, G. and Mai, Y. W., 2002. On the elastic modulus of hybrid particle/shortfiber/polymer composites. Composites Part B: Engineering, 33(4): 291–299.

[7] Karger-Kocsis, J., 2000. Reinforced polymer blends. In D. R. Paul, & C. B. Bucknall (Eds.), Polymer blends (p. 395). New York: John Wiley & Sons.

[8] Thwe, M. M. and Liao, K., 2003. Environmental effects on bamboo–glass/polypropylene hybrid composites. Journal of Materials Science, 38(2): 363–376.

[9] Thwe, M. M. and Liao, K., 2003. Durability of bamboo–glass fiber reinforced polymer matrix hybrid composites. Composites Science and Technology, 63(3–4): 375–387.

[10] Jawaid, M. and Abdul Khalil, H.P.S., 2011. Cellulosic/synthetic fibre reinforced polymer hybrid composites: a review.Carbohyd Polym, 86(1): 1–18.

[11]Panthapulakkal, S. and Sain, M., 2007. Studies on the water absorption properties of short hemp-glass fiber hybrid polypropylene composites. J. Comp. Mater, 41(15):1871-1883.

[12] John, K. and Naidu, S. V., 2007. Chemical Resistance of Sisal/Glass Reinforced Unsaturated Polyester Hybrid Composites. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 26(4): 373-376.

[13] Aquino, E. M. F., Sarmento, L. P. S., Oliveira, W. and Silva, R.V., 2007. Dynamic mechanical analysis of pineapple leaf/glass hybrid fiber reinforced polyester composites. Polymer Composites,31(6):956-965.

[14] Ahmed, K. S. and Vijayarangan, S., 2006. Elastic property evaluation of jute-glass fibre hybrid composite using experimental and CLT approach. Indian Journal of Engineering and Materials Sciences, 13(5): 435-442.

[15] Schledjewski, R. and Karger-Kocsis, J., 1994. Dynamic mechanical analysis of glass mat-reinforced polypropylene (gmt-pp). Journal of Thermoplastic Composite Materials, 7:270-277.

[16] Idicula, M., Malhotra, S. K., Joseph, K. and Thomas, S., 2005. Dynamic mechanical analysis of randomly oriented intimately mixed short banana/sisal hybrid fibre reinforced polyester composites. Composites Science and Technology, 65(7–8):1077–1087.

(11)

[18] Swaminathan, G. and Shivakumar, K., 2009. A re-examination of DMA testing of polymer matrix composites. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 28(8): 979–994.

[19] Pothan, L. A., George, C. N., John, M. J.and Thomas, S., 2010. Dynamic mechanical and dielectric behavior of banana–glass hybrid fiber reinforced polyester composites. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 29(8):1131–1145.

[20] Devi, L. U., Bhagawan, S. S. and Thomas, S., 2010. Dynamic mechanical analysis of pineapple leaf/glass hybrid fiber reinforced polyester composites. Polymer Composite, 31: 956–965.

[21] Ornaghi, HL., da Silva H. S. P. and Zattera, A. J., 2011. Hybridization effect on the mechanical and dynamic mechanical properties of curaua composites. Material Science Engineering, 528: 7285–7289.

[22] ASTM D E1640., 2013. Standard test method for assignment of the glass transition temperature by dynamic mechanical analysis, American Society of Testing and Materials.

[23] Kubat, J., Rigdhal, M. and Welander, M., 1990. Characterization of interfacial interaction in high density polyethylene filled with glass spheres using dynamic mechanical analysis. Journal of Applied Polymer Science, 39: 1527–1539.

[24] Matuana, L. M. and Kim, J. W., 2007. Fusion characteristics of rigid PVC/wood-flour composites by torque rheometry. Journal of Vinyl and Additive Technology, 13(1): 7–13.

[25] Ndiaye, D., Matuana, L. M., Morlat-Therias, S., Vidal, L., Tidjani, A. and Gardette, J. L., 2010. Thermal and Mechanical Properties of Polypropylene/ Wood-Flour Composites. Journal of Applied Polymer Science, 119: 3321–3328.

(12)

D

Dyynnaammiiccmmeecchhaanniiccaallaannddtthheerrmmaallpprrooppeerrttiieessooff b

baaggaassssee//ggllaassssffiibbeerr//ppoollyypprrooppyylleenneehhyybbrriiddccoommppoossiitteess

Abstract

This work aims to evaluate the thermal and dynamic mechanical properties of bagasse/glass fiber/polypropylene hybrid composites. Composites were prepared by the melt compounding method and their properties were characterized by differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic mechanical analysis (DMA). DSC results found that with incorporation of bagasse and glass fiber, the melting temperature (Tm) and the crystallisation temperature (Tc) shift

to higher temperatures and the degree of crystallinity (Xc)

increases. These findings suggest that the fibers played the role of a nucleating agent in composites. Dynamic mechanical analysis indicated that by the incorporation of bagasse and glass fiber into polypropylene, the storage modulus ( E) and the loss modulus ( E) increase whereas the mechanical loss

factor (tanδ) decreases. To assess the effect of reinforcement

with increasing temperature, the effectiveness coefficient C was calculated at different temperature ranges and the results revealed that, at the elevated temperatures, improvement of mechanical properties was more noticeable due to the presence of fibers. The fiber-matrix adhesion efficiency determined by calculating the adhesion factor A in terms of the relative damping of the composite (tan δc) and the

polymer (tan δp) and volume fraction of the fibers (Фf).

Calculated adhesion factor A values indicated that by adding glass fiber to bagasse/polypropylene system, the fiber-matrix adhesion improves. Hybrid composite containing 25% bagasse and 15% glass fiber showed a better fiber-matrix adhesion.

Keywords: adhesion factor, bagasse, dynamic mechanical

analysis, effectiveness coefficient, glass fiber, hybrid composite.

M. Roohani1* B. Kord2

1 _{Assistant Professor, Department of} Paper and Packaging, Faculty of Chemistry and Petrochemical Engineering, Standard Research Institute (SRI), Karaj, Iran. 2

Assistant Professor, Department of Paper and Packaging, Faculty of Chemistry and Petrochemical Engineering, Standard Research Institute (SRI), Karaj, Iran.

Corresponding author:

mroohani@standard.ac.ir