تأثیر افزودن نانوفیبر کربن اصلاح شده بر خواص مکانیکی و گرمایی چسب پلی وینیل استات

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری فرآورده های چندسازه چوب، گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی ومنابع طبیعی گرگان، ایران

2 دانشیار گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 استاد مرکز تحقیقات نانوتکنولوژی، پژوهشگاه صنعت نفت ایران

4 استادیار گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

doi
10.22059/jfwp.2019.269662.978
چکیده

چسب پلی‌وینیل استات نوعی چسب با خواص استحکامی ضعیف و دارای قابلیت کاربرد در محصولات چوبی شناخته می‌شود. نانومواد کربنی مانند مواد تأثیرگذار بر خواص استحکامی مواد پلیمری هستند. از این‌رو در تحقیق حاضر، خواص مکانیکی و گرمایی چسب پلی‌وینیل استات تقویت‌شده با نانوفیبر کربن در دو حالت اصلاح‌شده و بکر و سه سطح صفر، 0/4 و 1/5 درصد وزنی چسب بررسی شد. نانوفیبرهای کربن اصلاح‌شده به‌صورت اصلاح شیمیایی سطحی به‌منظور بهبود پراکنش در ماتریس پلیمری استفاده شدند. نتایج آزمون طیف‌سنجی، اکسید شدن و حضور گروه‌های عاملی جدید روی سطح نانوفیبرهای کربن اصلاح‌شده را تأیید کرد. نانوکامپوزیت‌های مورد نظر با روش قالب‌ریزی محلول ساخته شدند و در ادامه، ویژگی‌های کششی، رفتار گرمایی و ریزساختار آنها ارزیابی شد. تصاویر میکروسکوپ الکترون  پراکنش مناسب‌تر نانوذرات اصلاح‌شده در 0/4 درصد نسبت به مقادیر بیشتر را در ماتریس چسب تأیید کرد. همچنین تحلیل داده‌های آزمون کشش نمونه‌ها، بهبود رفتار مکانیکی نانوکامپوزیت (مدول‌ الاستیسیته، مقاومت ‌کششی و انرژی ‌شکست) ناشی از حضور نانوذرات اصلاح‌شده را نسبت به نمونه‌های حاوی نانوذرات بکر به‌خوبی نشان داد. بهبود این خواص با نانوفیبر کربن اصلاح‌شده، به‌ترتیب 2/4، 1/6 و 1/8 برابر نسبت به پلی‌وینیل استات خالص بود. به‌علاوه، از نظر پایداری گرمایی نیز در هر دو سری نانوکامپوزیت، دو مرحله کاهش جرم نسبت به چسب خالص مشاهده شد. به‌طور کلی، بهترین استحکام کششی در نمونه‌های نانوکامپوزیت حاوی 0/4 درصد وزنی نانوفیبر کربن اصلاح‌شده مشاهده شد.