فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

در این مقاله به بررسی خواص مکانیکی در بایوکامپوزیت‌های تقویت شده با الیاف طبیعی کناف/ نانوگرافن در زمینه پلی پروپیلن با اضافه کردن سازگار کننده پرداخته شده است. از روش آماری سطح پاسخ با رویکرد باکس-بهنکن جهت بررسی و ارائه مدل ریاضی برای رفتار بایوکامپوزیت با توجه به پارامترهای درصد وزنی الیاف کناف، درصد وزنی نانوگرافن و درصد وزنی سازگارکننده استفاده شده است. رفتار نمونه‌ها تحت آزمون‌های کشش، خمش و ضربه تحلیل گردید و نتایج با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی توجیه شد. سطح شکست نمونه‌ها نشان داد مکانیزم اصلی در بهبود رفتار بایوکامپوزیت معرفی شده، شکست الیاف و جدایش به همراه بیرون کشیدگی الیاف از ماده زمینه است. فرایند بهینه‌سازی چند هدفه با دو روش فراابتکاری و تابع مطلوبیت انجام گردید. بهینه‌سازی، با هدف افزایش استحکام خمشی، ضربه و کشش، و همزمان کاهش وزن نمونه‌ها انجام گردید و درصد وزنی الیاف، نانو ذرات و سازگارکننده به عنوان متغییرهای مسئله تعریف گردیدند. نتایج نشان داد نمونه بایوکامپوزیت با درصد‌های بهینه پارامترهای طراحی، در سه خاصیت مکانیکی شامل، استحکام کششی، ضربه و خمشی به ترتیب برابر 28/5 مگاپاسکال، 92/29 ژول بر متر و 50 مگاپاسکال است. در پایان حالت بهینه نشان داد، وزن نمونه بایوکامپوزیت را می‌توان تا 32 درصد کاهش داد.