فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

بیان مسئله و اهداف: باتوجه ‌به افزایش روزافزون استفاده از نانو کامپوزیت‌ها در صنایع مختلف، بهبود ویژگی‌های مکانیکی و فیزیکی این فراورده‌ها اهمیت ویژه‌ای دارد. نانو کربنات کلسیم به‌عنوان یک تقویت‌کننده مؤثر می‌تواند به بهبود عملکرد نانو کامپوزیت‌های آرد صنوبر و پلی‌پروپیلن بازیافتی کمک کند. این پژوهش به بررسی تأثیر میزان نانو کربنات کلسیم بر خواص مکانیکی این نانو کامپوزیت‌ها می‌پردازد. هدف اصلی این تحقیق، ارزیابی تأثیرات اندازه و مقدار نانو کربنات کلسیم بر مدول‌الاستیسیته، مقاومت کششی و سایر ویژگی‌های مکانیکی نانو کامپوزیت‌ها است. نتایج این مطالعه می‌تواند به توسعه فراورده‌های سبک و مقاوم در صنایع بسته‌بندی، خودروسازی و دیگر حوزه‌ها کمک کند و راهکاری برای استفاده بهینه از مواد بازیافتی ارائه دهد.مواد و روش­ها: برای این منظور پلی­پروپیلن (در سه سطح 50، 60 و 70 درصد)، آرد چوب صنوبر (در سه سطح  30، 40 و 50 درصد)، نانو کربنات کلسیم (در چهار سطح 0، 1، 2 و 3 درصد وزنی) و انیدرید مالئیک پیوند داده شده با پلی­پروپیلن در سطح ثابت 3 درصد، به‌وسیله اکسترودر دو ماردونی (دو مارپیچه) با یکدیگر مخلوط و نمونه‌های آزمونی استاندارد با استفاده از روش قالب‌گیری تزریقی ساخته شدند. سپس خواص مکانیکی شامل مقاومت کششی و خمشی، مدول کششی و خمشی، مقاومت به ضربه فاق­دار، و سختی، اندازه‌گیری شدند.نتایج: نتایج مربوط به مقدار F و سطح معنی‌داری نشان داد اثر مقدار آرد چوب بر ویژگی‌های مکانیکی شامل مقاومت کششی، خمش، مدول کششی و خمشی، مقاومت به ضربه فاقدار، و سختی، در سطح اطمینان 95 درصد معنی‌دار گردید. همچنین، اثر نانو کربنات کلسیم بر مقاومت کششی و خمشی، مدول خمشی، و سختی نیز در سطح اطمینان 95 درصد معنی‌دار بود، درحالی‌که مدول خمشی، مقاومت به ضربه فاقدار در این سطح معنی‌دار نشدند. اثر متقابل مقدار آرد و نانو کربنات کلسیم بر تمامی مقاومت‌ها در سطح اطمینان 95 درصد معنی‌دار نبود.نتیجه­ گیری: نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که افزایش آرد چوب صنوبر از 30 به 50 درصد تأثیر قابل‌توجهی بر خواص مکانیکی نانو کامپوزیت‌ها دارد، به‌ویژه در افزایش مقاومت کششی و خمشی، مدول کششی، خمشی و سختی. این بهبود به دلیل افزایش چسبندگی و انتقال تنش بین مراحل است. بااین‌حال، افزایش مقدار آرد منجر به کاهش مقاومت به ضربه و تردی بیشتر کامپوزیت می‌شود. اضافه کردن نانو کربنات کلسیم تا 3 درصد وزنی نیز خواص مکانیکی را بهبود می‌بخشد، اما مشابه با آرد، مقاومت به ضربه کاهش می‌یابد. به‌طورکلی، انتخاب مناسب نوع و مقدار مواد افزودنی می‌تواند به بهبود عملکرد نانو کامپوزیت‌ها کمک کند، اما توجه به آثار منفی مانند کاهش مقاومت به ضربه نیز ضروریست.