| تعداد نشریات | 284 |
| تعداد نشریات سازمان | 82 |
| تعداد شماره‌ها | 3,034 |
| تعداد مقالات | 33,949 |
| تعداد مشاهده مقاله | 45,420,932 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 69,265,406 |
خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت روغن سویای اپوکسی آکریلیکی-کاه گندم | ||
| تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران | ||
| مقاله 7، دوره 37، شماره 4 - شماره پیاپی 81، دی 1401، صفحه 330-345 اصل مقاله (444.04 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwpr.2022.359463.1723 | ||
| نویسندگان | ||
| رضا غفاری ثانی1؛ فروغ دستوریان* 2؛ سید مجید ذبیح زاده3؛ محمد تسوجی4 | ||
| 1دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی چوب و فرآورده‌های سلولزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران | ||
| 2استادیار، گروه مهندسی چوب و فرآورده‌های سلولزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران | ||
| 3دانشیار، گروه صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری | ||
| 4دانش آموخته دکتری دانشگاه ویرجینیا، محقق شیمی بخش تحقیق و توسعه، شرکت مواد شیمیایی هگزیون، تگزاس، آمریکا | ||
| چکیده | ||
| در سال‌های اخیر استفاده از روغن‌های گیاهی به‌عنوان ماده زمینه در کامپوزیت‌های پلیمری تقویت‌شده با الیاف طبیعی، به دلیل ملاحظات فزاینده زیست‌محیطی موردتوجه قرارگرفته‌اند. در تحقیق حاضر از ترکیب روغن سویای اپوکسی آکریلیکی با مالئیک انیدرید و استایرن به‌عنوان ماده زمینه و آرد کاه گندم به‌عنوان پر‌کننده برای ساخت یک کامپوزیت نسبتاً زیست‌تخریب‌پذیر استفاده شد. به‌منظور پیدا کردن زمان بهینه سنتز رزین، در حین واکنش مالئیک انیدرید با روغن سویای اپوکسی آکریلیکی، در سه بازه زمانی 60، 90 و 120 دقیقه پلیمر تهیه و دانسیته اتصالات عرضی پلیمر، با روش واکشیدگی حلال تعیین شد. زمان بهینه سنتز رزین روغن سویای اپوکسی آکریلیکی با مالئیک انیدرید، 90 دقیقه به دست آمد. سپس رزین سویای‌اپوکسی آکریلیکی مالئیک‌دار با 25 درصد وزنی استایرن ترکیب شد و کاه‌گندم 60 مش در سه نسبت وزنی20%، 30% و 40% به رزین اضافه و به‌صورت دستی مخلوط شد. مخلوط رزین و کاه‌گندم در یک قالب فلزی ریخته شد و پرس به‌صورت دستی اعمال شد. سپس قالب در آون در دمای 140 درجه سانتی‌گراد به مدت یک ساعت قرار گرفت. از طیف سنجی زیر قرمز، وزن سنجی حرارتی، آزمون کشش و ضربه برای ارزیابی و تحلیل خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت حاصل استفاده شد. نتایج طیف‌سنجی زیرقرمز، حاکی از برقراری پیوند اتری بین گروه‌های هیدروکسیل کاه گندم با گروه‌های کربونیل رزین بود. نتایج آزمون جذب‌آب نشان داد بین مقادیر جذب‌آب در سه سطح کاه گندم تا زمان غوطه‌وری 144 ساعت اختلاف معنادار وجود نداشت ولی در زمان غوطه‌وری 168 ساعت با افزایش مقدار کاه‌گندم جذب آب افزایش یافت. بین مقادیر واکشیدگی ضخامت کامپوزیت‌های حاوی مقادیر مختلف کاه گندم در زمان‌های غوطه‌وری مختلف اختلاف معناداری وجود نداشت. با افزایش کاه‌گندم مقدار مقاومت و مدول‌کششی به میزان معناداری افزایش یافت. همچنین افزایش کاه‌گندم موجب بهبود مقاومت به ضربه کامپوزیت حاصل گردید. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| استایرن؛ مالئیک انیدرید؛ مقاومت کششی؛ مقاومت به ضربه؛ وزن سنجی حرارتی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Physical and Mechanical Properties of Acrylated Epoxidized Soybean Oil- Wheat Straw Composite | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Reza Ghaffari Sani1؛ Foroogh Dastoorian2؛ seyed Majid Zabihzadeh3؛ Mohammad Tasooji4 | ||
| 1M.Sc. Student, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Dep. Of Wood & Cellulosic Products Engineering, Iran | ||
| 2Assistant Professor, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Dep. Of Wood & Cellulosic Products Engineering, Iran | ||
| 3Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Dep. Of Wood & Cellulosic Products Engineering | ||
| 4PhD graduated of Virginia Tech University, R&D Chemist, Hexion Chemical Co., Texas, USA | ||
| چکیده [English] | ||
| In recent years, plant oils usage as matrix in natural fiber reinforced polymer composites, has been considered because of increasing environmental concern. In the present research work, acrylated epoxidized soybean oil combined with maleic anhydride and styrene as a matrix and wheat straw flour as filler was used for making a relatively biodegradable composite. In order to find the optimum synthesis time of resin, during reaction of maleic anhydride with acrylated epoxidized soybean oil, three time level of 60, 90 and 120 min, polymer was prepared and cross link density was determined with “solvent swelling” method. The optimum synthesis time of resin was obtained 90 min. Afterwards, maleated acrylated epoxidised soybean oil was mixed with 25% of styrene and 60 mesh wheat straw flour in three weight ratio of 20, 30 and 40% manually. The combination of resin and wheat straw flour was poured in a steel mold and pressing was applied manually. The die was placed in an oven at temperature of 140oC for one hour. Infrared spectroscopy, Thermogravimetric analysis tensile and impact test was conducted to evaluate and analyze the physical and mechanical properties of the resulted composite. Infrared spectroscopy results showed ether bond formation between hydroxyl groups of wheat straw and carbonyl groups of resin. Water absorption test results showed no statistical difference between water absorption values of three loading of wheat straw till 144 hours of immersion, however at 168 hours of immersion, water absorption values were increased with increase of wheat straw loading. There was no statistical difference between thickness swelling values of composites with different wheat straw loading. With increasing wheat straw loading, tensile strength and modulus was increased significantly. Also the impact strength increased as an increase of wheat straw loading. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Impact strength, Maleic Anhydride, Styrene, Tensile strength, Thermogravimetric analysis | ||
| مراجع | ||
|
-ASTM D7031-04, 2004. Standard Guide for Evaluating Mechanical and Physical Properties of Wood-Plastic Composite Products, American society for testing materials, United States.
-ASTM D6110-02, 2002. Standard Test Methods for Determining the Charpy Impact Resistance of Notched Specimens of Plastics, American society for testing materials, United States.
-Berns, J., and Caesar, C., 1999. Practical experiences in the production of panels using agricultural based fibers. Proceedings of the Meeting of the Eastern Canadian Section of the Forest Products Society. May 19-20, Winnipeg, Manitoba.
-Biermann, U., Friedt, W., Lang, S., Lühs, W., Machmüller, G., Metzger, J., Rüsch, M., Schäfer, HJ., and Schneider, M., 2000. New Syntheses with Oils and Fats as Renewable Raw Materials for the Chemical Industry. Angewandte Chemie (International ed. in English). 39(13):2206–2224.
-Can, E., Küsefoğlu, S., and Wool. R.P., 2001. Rigid, thermosetting liquid molding resins from renewable resources. I. Synthesis and polymerization of soy oil monoglyceride maleates. Journal of Applied Polymer Science. 81:69–77.
-Coates J., 2000. Encyclopedia of Analytical Chemistry, Interpretation of Infrared Spectra, A Practical Approach. Chichester: John Wiley & Sons.
-Gerbase, A.E., Petzhold, C.L. and Costa. A.P.O., 2002. Dynamic mechanical and thermal behavior of epoxy resins based on soybean oil. Journal of the American Oil Chemists' Society, 79:797–802.
-Han, G., Umemura, K., Zhang, M., Honda, T. and Kawai, S. 2001. Improvement mechanism of bondability in UF-bonded reed and wheat straw boards by silane coupling agent and extraction treatments. Journal of Wood Science. 47:350–355.
-Imai, N., Nakagaito, A.N., Yano H. and Uyama, H. 2013. Biocomposite from epoxidized soybean oil and microfibrilled cellulose. Wood Research Journal, 4(1): l36-40.
-Kadem, S. Irinislimane, R. and Belhaneche Bensemra, N., 2018.Novel biocomposites based on sunflower oil and alfa fibers as renewable resources. Journal of Polymers and the Environment, 26: 3086–3096.
-Karger-Kocsis, J., Grishchuk, S., Sorochynska, L. and Rong, M.Z. 2013. Curing, gelling, thermomechanical, and thermal decomposition behaviors of anhydride-cured epoxy (DGEBA)/epoxidized soybean oil compositions. Polymer Engineering and Science, 54(4):747-755.
-Li, F. and Larock. R.C. 2003. New soybean oil–styrene–divinylbenzene thermosetting copolymers. VI. Time–temperature–transformation cure diagram and the effect of curing conditions on the thermoset properties. Polymer International, 52(1):126–132.
-Liu, C., Yang, X, Cui, J., Zhou, Y. L. Hu, Zhang M. and Liu. H. 2012. Tung oil based monomer for thermosetting polymers: synthesis, characterization, and copolymerization with styrene. Bioresources, 7:447–463.
-Lu, J., Khot, S. and Wool, R.P. 2005. New sheet molding compound resins from soybean oil. I. Synthesis and characterization. Polymer, 46(1):71–80.
-Mandal, M., Nath D. and. Maji. T.K. 2018. Wood polymer nanocomposites from functionalized soybean oil and nanoclay. Wood Science and Technology, 52(6): 1621-1643.
-Mandal, M., Begum, P., Deka, R.C. and Maji, T.K. 2019. Wood flour thermoset composites using chemically modified epoxidized soybean oil. European journal of wood and wood products, 77(4):569-580.
-Mandal, M., Bardhan, P., Mandal, M., and Maji, T.K. 2020. Development of wood polymer composites with thermosetting resin from soybean oil cross-linked with rosin derivative. European Journal of Wood and Wood Products, 78(6): 1265-1278.
-May, CA.1988. Epoxy resins. Chemistry and technology. New York: Dekker, 1288p.
-Meiorin, C., Mosiewicki, M.A. and Aranguren MI. 2013.Ageing of thermosets based on tung oil/ styrene/ divinylbenzene. Polymer Testing, 32(2):249–255.
-Quirino, R.L and Larock, R.C. 2011. Rice hull biocomposites, part 2: effect of the resin composition on the properties of the composite. Journal of Applied Polymer Sciences, 121(4): 2050-2059.
-Raquez, J.M., Deleglise, M.,.Lacrampe, M.F. and Krawczak, P., 2010. Thermosetting (bio) materials derived from renewable resources: a critical review. Progess in Polymer Science. 35(4):487-509.
-Sandhyarani, B., Alok, S. and Amar, P., 2021. Effect of Ceramic Fillers on Mechanical Properties of Bamboo Fiber Reinforced Epoxy Composites: A Comparative Study. Advanced Materials Research,123-125: 1031-1034.
-Saremi, K., Tabarsa, T., Shakeri, A. and Nalbandi, A., 2015. Investigation on introducing epoxy in soy oil for producing wheat straw board, J. of Wood & Forest Science and Technology, 22 (4): 79-102 (In Persdian).
-Segneanu, A.E, Gozescu, I., Dabici, A., Sfirloaga, P. and Szabadai, Z. 2012. Organic compounds FT-IR spectroscopy. In: Macro To Nano Spectroscopy, InTech, Romania, pp 145-164.
-Shakeri, A., Tabrsa, T. and Tasoji, M., 2010, Investigation the Properties of Acrylated Epoxidized Soy Oil-Wheat Straw Particle Board, Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 23(1): 29-39 (In Persian).
-Tan, S.G., Ahmad, Z., and Chow, W.S. 2013. Relationships of cure kinetics and processing for epoxidized soybean oil bio-thermoset. Industrial Crops and Products. 43:378–385.
-Tasooji, M., Tabarsa. T., Khazaeian, A. and Wool, R.P., 2010. Acrylated epoxidized soy oil as an alternative to urea-formaldehyde in making wheat straw Particleboards. Journal of Adhesion Science and Technology, 24(8-10):1717-1727.
-Thakur, V.K. and Thakur, M.K., 2014. Processing and characterization of natural cellulose fibers/thermoset polymer composites. Carbohydrate Polymer, 109:102–117.
-Williams, G.I. and Wool. R.P., 2000. Composites from natural fibers and soy oil resins. Applied Composite Materials, 7(5-6):421-432.
-Yang, H., Gao, M., Wang, J., Mu, H. and Qi, D., 2012. Fast Preparation of High-Performance Wood Materials Assisted by Ultrasonic and Vacuum Impregnation. Forests 12(5): 567-579.
-Zhang,Y., Lu, X., Pizzi, A. and. Delmotte, L., 2003. Wheat straw particleboard bonding improvements by enzyme pretreatment. Holz als Roh und Werkstoff, 61: 49–54.
-Zhu, J., Chandrashekhara, K., Flanigan, V. and Kapila, S., 2004. Manufacturing and mechanical properties of soy-based composites using pultrusion. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 35(1):95-101 | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,685 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 268 |
||