| تعداد نشریات | 284 |
| تعداد نشریات سازمان | 82 |
| تعداد شماره‌ها | 3,034 |
| تعداد مقالات | 33,949 |
| تعداد مشاهده مقاله | 45,407,253 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 68,484,474 |
مقایسه تاثیر الیاف سلولزی و الیاف پشم سنگ بر مقاومت های مکانیکی و ضربه بالستیک نانوکامپوزیت اپوکسی-بنتونیت | ||
| تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران | ||
| مقاله 4، دوره 33، شماره 3 - شماره پیاپی 64، آذر 1397، صفحه 347-358 اصل مقاله (519.04 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwpr.2018.120396.1457 | ||
| نویسندگان | ||
| اشکان کشاورز روبهقانی1؛ حسین جلالی ترشیزی* 2؛ فرانک محمد کاظمی2؛ مجتبی کوشا2 | ||
| 1دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی فناوری‌های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، ایران | ||
| 2استادیار، دانشکده مهندسی فناوری‌های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، ایران | ||
| چکیده | ||
| DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.347.64.3.9.1578 امروزه پژوهش پیرامون کاربرد بهینه منابع طبیعی در تولید فراورده‌ها بجای منابع فسیلی و تجدیدناپذیر از اهمیت روزافزونی برخوردارست. منابع سلولزی به‌عنوان اتکای آتی فراورده‌های سبز و منابع معدنی به‌عنوان موادی فراوان، ارزان و دردسترس بویژه در ایران؛ گزینه‌های مناسبی برای تولید فراورده‌های متنوع هستند. بنابراین تاثیر کاربرد (25/0 و 5/0 درصد جرم کامپوزیت) الیاف سلولزی و پشم سنگ در حضور (1/0 و 2/0 درصد جرم کامپوزیت) و عدم حضور نانوبنتونیت بر ویژگی‌های متداول و ویژه کامپوزیت با بستر رزین اپوکسی بررسی گردید. ویژگی‌های مقاومت کششی (9/47 مگاپاسکال)، مدول گسیختگی (3/86 مگاپاسکال) و مدول الاستیسیته (2100 مگاپاسکال) کامپوزیت اپوکسی/الیاف معدنی و نیز نانوکامپوزیت اپوکسی/بنتونیت نسبت به کامپوزیت اپوکسی/الیاف سلولزی از برتری برخوردار بوده‌است. با این حال در کامپوزیت اپوکسی/الیاف سلولزی میزان جذب انرژی ضربه بالستیک بیشتر و مساحت تخریب‌شده ناشی از ضربه مزبور کمتر از کامپوزیت اپوکسی/الیاف معدنی بوده و حفاظت بیشتری از کامپوزیت در برابر ضربه بالستیک ایجاد گردید. ویژگی‌های کششی، گسیختگی و الاستیسیته تابع نوع و میزان کاربرد تلفیقی نانوبنتونیت و الیاف طبیعی در کامپوزیت بوده و بطور کلی الیاف معدنی موفق‌تر از الیاف سلولزی در ماتریس اپوکسی/نانوبنتونیت عمل نموده‌است. در نقطه مقابل، انرژی ضربه بالستیک جذب‌شده توسط کامپوزیت و نیز مساحت تخریب‌شده، در نانوکامپوزیت‌های الیاف سلولزی موفق‌تر از الیاف معدنی بوده‌است. بنحویکه بیشترین مقادیر مشاهده‌شده انرژی جنبشی جذب‌شده (7/60 ژول) و کمترین سطح تخریب‌شده (7/10 سانتیمترمربع)، از کاربرد بالاترین سطح الیاف سلولزی (%5/0) و نانوبنتونیت (%2/0) بدست‌آمد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| الیاف سلولزی؛ الیاف معدنی؛ ضربه بالستیک؛ ویژگی‌های نانوکامپوزیت | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Effect of Cellulosic and Rockwool Fibres on Mechanical strengths and Ballistic Impact of Epoxy-bentonite NanoComposite | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Ashkaan Keshaavarz1؛ Hossein Jalali Torshizi2؛ Faranak Mohamadkazemi2؛ Mojtaba Koosha2 | ||
| 1M.Sc. student, Faculty of New Technologies Eng., Shahid Beheshti University, Iran | ||
| 2Assist. Prof., Faculty of New Technologies Eng., Shahid Beheshti University, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Nowadays, research studies about optimal application of natural resources in products manufacturing instead of fossil and non-renewable resources are of utmost and ever growing importance. Cellulosic resources as the future reliance of Green products and also mineral mines as plenty, cheap and available materials, especially in Iran, are appropriate options for various products developing. Then, effects of cellulosic fibers and Rockwool fibers (0.25% and 0.5%) in the absence and presence (0.1% and 0.2%) of nano bentonite on conventional and specific properties of Epoxy composite were evaluated. Tensile strength (47.9 MPa), modulus of rupture (86.3 MPa) and modulus of elasticity (2100 MPa) for the mineral fiber/epoxy composite and bentonite/epoxy nanocomposite were higher than the cellulosic fiber/epoxy composite. However, cellulosic fiber/epoxy composite showed higher energy absorption of the ballistic impact with lesser damage area caused by the impact than rockwool/epoxy composite which provide better protection against the ballistic impact. In the presence of nano bentonite particles into the epoxy resin context, rupture and elasticity moduli and tensile strength were dependent on the type and amounts of the additives with superiority of the mineral fibres/epoxy nanocomposite than the cellulosic fibers ones. In contrast, the composites energy absorption caused by the ballistic impact and its damaged area were more successful and favorable in cellulosic fibers than the mineral ones. Somehow that the highest absorbed energy of ballistic impact (60.7 J) and the least damaged area (10.7 cm2) were achieved by the highest application of cellulosic fibers (0.5%) and nano-bentonite (0.2%). | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Cellulosic fibers, Mineral fibers, Ballistic impact, nanocomposite properties | ||
| مراجع | ||
|
-Babu, T.N., 2016. A review on mechanical and tribological properties of epoxy resin, SiO2, TiO2, BaSO4, Al2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, Fe2O3 reinforced with basalt fibers. International Journal of Chem. Tech. Research, 9(4): 131-139. -Chan, M.L., Lau, K.T., Wong, T.T. and Cardona, F., 2011a. Interfacial bonding characteristic of nanoclay/polymer composites. Applied Surface Science, 258(2): 860-864. -Chan, M.L., Lau, K.T., Wong, T.T., Ho, M.P. and Hui, D., 2011b. Mechanism of reinforcement in a nanoclay/polymer composite. Composites Part B: Engineering, 42(6): 1708-1712. -Gurunathan, T., Mohanty, S. and Nayak, S. K., 2015. A review of the recent developments in biocomposites based on natural fibres and their application perspectives. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 77: 1-25. -Haque, A., shamsuzzoha, M. and Dean, D., 2003. S2-glass/epoxy polymer Nano composites: manufacturing, structures, thermal and mechanical properties. Journal of composite materials, 37(20): 1821-1837. -Ho, M.W., Lam, C.K., Kau, K.T., Ng, D.H.L. and Hui, D., 2006. Mechanical properties of epoxy based composites using nano clays. Composites Structures, 75(3): 415-421. -Joshi, S.V., Drzal, L.T., Mohanty, A.K. and Arora, S., 2004. Are natural fiber composites environmentally superior to glass fiber reinforced composites? Composites Part A: Applied science and manufacturing, 35(3): 371-376. -Lui, A., Talbot, F.D.F., Fouda, A., Matsuura, T. and Sourirajan, S., 1988. Studies on the solvent exchange technique for making dry cellulose acetate membranes for the separation of gaseous mixtures. Journal of applied polymer science, 36(8): 1809-1820. -Masoodi, R., El-Hajjar, R., Pillai, K. and Sabo, R., 2012. Mechanical characterization of cellulose nanofiber and bio-based epoxy composite. Materials & Design (1980-2015), 36, 570-576. -Moallemzadeh, A.R., Sabet, A.R. and Abedini, H., 2017. Mechanical and morphological study of polymer composite plates having different fiber surface treatments with particular response to high velocity projectile impact. Iranian Polymer Journal, 26(3): 229-238. -Joshi, M. and Chatterjee, U., 2016. Polymer nanocomposite: An advanced material for aerospace applications. In Advanced Composite Materials for Aerospace Engineering (pp. 241-264). -Mottershead, B. and Eichhorn, S.J., 2007. Deformation micromechanics of model regenerated cellulose fibre-epoxy/polyester composites. Compos. Sci. Technol., 67(10): 2150–9. -Nascimento, D.C.O., Lopes, F.P.D. and Monteiro, S.N., 2010. Tensile behavior of lignocellulosic fiber reinforced polymer composites. Part I piassava/epoxy, Matéria (Rio de Janeiro), 15(2): 189-194. -Ngo, T.D., Ton-That, M.T., Hoa, S. and Cole, K., 2008. Reinforcing effect of organoclay in rubbery and glass epoxy resins, part 1: Dispersion and properties. Journal of Applied Science, 107(2): 1154-1162. -Pandya, K.S., Pothnis, J.R., Ravikumar, G. and Naik, N.K., 2013. Ballistic impact behavior of hybrid composites. Materials & Design, 44: 128-135. -Park, J.M., Shin, W.G. and Yoon, D.J., 1999. A study of interfacial aspects of epoxy-based composites reinforced with dual basalt and SiC fibres by means of the fragmentation and acoustic emission techniques. Composites science and technology, 59(3): 355-370. -Rana, S. and Fangueiro, R., 2016. Advanced composite materials for aerospace engineering: Processing, properties and applications. Woodhead Publishing, 496p. -Saba, N., Mohammad, F., Pervaiz, M., Jawaid, M., Alothman, O.Y. and Sain, M., 2017. Mechanical, morphological and structural properties of cellulose nanofibers reinforced epoxy composites. International journal of biological macromolecules, 97: 190-200. -Sarasini, F., Tirillò, J., Valente, M., Valente, T., Cioffi, S., Iannace, S. and Sorrentino, L. 2013. Effect of basalt fiber hybridization on the impact behavior under low impact velocity of glass/basalt woven fabric/epoxy resin composites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 47: 109-123. -Talib, A.A., Abbud, L.H., Ali, A. and Mustapha, F., 2012. Ballistic impact performance of Kevlar-29 and Al2O3 powder/epoxy targets under high velocity impact. Materials & Design, 35: 12-19. -Uddin, F., 2008. Clays, nanoclays and montmorillonite minerals. Metallurgical and Materials Transactions A, 39(12), 2804-2814. -Xu, S., Girouard, N., Schueneman, G., Shofner, M.L. and Meredith, J.C., 2013. Mechanical and thermal properties of waterborne epoxy composites containing cellulose nanocrystals. Polymer, 54(24): 6589-6598. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 745 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 592 |
||