مقایسة اثر نانوسیلیس، نانورس، نانوگرافن و نانولولة کربنی بر خواص سایشی و مکانیکی چندسازة ساخته‌شده از پلی‌وینیل کلراید-آرد چوب

نویسندگان

1 گروه سلولزی و بسته‌بندی، پژوهشکدة شیمی و پتروشیمی، پژوهشگاه استاندارد، کرج، ایران.

2 گروه سلولزی و بسته‌بندی، پژوهشکدة شیمی و پتروشیمی، پژوهشگاه استاندارد، کرج، ایران.

3 گروه سلولزی و بسته‌بندی، پژوهشکدة شیمی و پتروشیمی، پژوهشگاه استاندارد، کرج، ایران.

doi
10.22059/jfwp.2025.396855.1349
چکیده

در این پژوهش عملکرد سایشی چندسازة ساخته‌شده از پلی­وینیل کلراید-آرد چوب که با نانوسیلیس، نانورس، نانوگرافن و نانولولة­ کربنی تقویت شده است، ارزیابی شد. همچنین، خواص مکانیکی و سختی نمونه ­های دارای نانوذرات و نمونه ­های شاهد مقایسه شدند. برای این منظور، آرد چوب با نسبت وزنی 50 درصد با پلی­وینیل-کلراید به روش اختلاط مذاب با یکدیگر ترکیب شدند. نانوذرات در مقادیر مختلف 1، 2، 3 و 5 درصد وزنی به­کار گرفته شد. آزمون سایش مطابق روش پین دیسک بر روی نمونه­ ها انجام شد و مقاومت به سایش و ضریب اصطکاک آنها انداز­ه ­گیری شد. جنبة ریخت‌شناسی نمونه‌ها به‌منظور مطالعة نحوة پراکنش نانوذرات در چندسازه ­ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) انجام شد. نتایج نشان داد وجود نانوذرات موجب بهبود رفتار سایشی چندسازه­ ها از طریق کاهش نرخ سایش و افزایش ضریب اصطکاک آن می‌شود. همچنین در هنگام استفاده از نانوذرات در مقادیر زیاد (5 درصد وزنی)، خواص سایشی نمونه ­ها کاهش می­یابد. کمترین مقدار کاهش وزن به‌ترتیب در نمونه‌های حاوی نانوسیلیس، نانوگرافن، نانولولة کربنی و نانورس برابر 0/11، 0/14، 0/19، و 0/22گرم در سطح بارگذاری 3 درصد مشاهده شد. مقدار کاهش وزن در نمونه­های شاهد 0/33 گرم گزارش شد. یافته­ های حاصل از ارزیابی سختی و استحکام مکانیکی (مقاومت خمشی، مدول الاستیسیتة خمشی، مقاومت کششی و مدول الاستیسیتة کششی) نشان داد که بیشترین مقدار این ویژگی ­ها در چندسازه­ های حاصل از اختلاط با 3 درصد نانوسیلیس به‌دست آمد. تصاویر میکروگراف ­های الکترونی نشان داد که نانوذرات به ­طور همگن و مناسب در نمونه­ ها پراکنش یافته ­اند، اما با افزایش مقدار نانوذرات تا سطح 5 درصد، پراکنش نامناسب و تجمع ذرات اتفاق م ی­افتد.