مطالب درباره : بررسی مطالعاتی مقاومت به پوسیدگی چند سازه چوب پلاستیک اصلاح ...

۱-۱-۲-فرضیه ها

1. احتمالا بعضی از روش های اصلاح در مقابل پوسیدگی مقاومت چند سازه را بهبود می دهند.

1. روش های اصلاح شیمیایی در یک سطح خاص مقاومت پوسیدگی را بطور کامل بهبود می بخشند.

1. فرض بر این است مقاومت به پوسیدگی فرآورده چندسازه اصلاح شده، حتی بعد از در معرض قرارگیری با پیشتیمارهایی نظیر در معرض قرارگیری با UV و … بدون تغییر می ماند.

۱-۱-۳-اهمیت تحقیق
با توجه به کاربردهای چندسازه الیاف چوب پلاستیک(صنایع مختلف به خصوص ساختمانی و طراحی سازهها جهت کاربردهای بیرونی از جمله دیوار کوبها، سطوح خارجی ایوانها، کف پوشها) و مستعد بودن الیاف طبیعی لیگنوسلولزی مورد استفاده در چندسازهها به جذب آب و هجوم عوامل مخرب نظیر قارچها و تاثیر زیاد پوسیدگی قارچی بر خواص فیزیکی و مکانیکی، بررسی دوام این محصولات در برابر عوامل مخرب بیولوژیکی اهمیت ویژهای یافته است (موریس و کوپر^[۱۰]، ۱۹۹۸). تاکنون اصلاحات زیادی در روش ساخت این محصولات انجام شده ولی با این وجود تحقیقات انجام شده روی مقاومت به پوسیدگی این فرآورده ها حاکی از آن است که این مواد کاملاً در برابر تخریب و پوسیدگی مصون نمیباشند (کاظمی و جلیلوند، ۱۳۸۵).

۱-۲-کلیات

۱-۲-۱- چند سازه چوب پلاستیک
به طورکلی اصطلاح WPC به دو گروه متفاوت از چندسازهها اطلاق می شود. در گروه اول مونومر در داخل چوب با روشهای متداول اشباع چوب تزریق شده و پلیمریزاسیون مونومر با بهره گرفتن از روشهای مختلف به انجام میرسد. ماده حاصل دارای ظاهری مثل چوب، دانسیته و ثبات ابعادی بیشتر بوده و خواص مکانیکی آن از چوب بهتر است.

شکل۱- چوب پلیمر
در گروه دوم اختلاط مذاب پلیمرهای گرمانرم و الیاف طبیعی ار جمله چوب در یک سیستم اختلاط انجام می شود. ماده حاصل بیشتر شبیه پلاستیک بوده ودرگروه پلاستیکهای تقویتشده قرارمیگیرد (تجویدی،۱۳۸۴).

شکل ۲- چوب پلاستیک کامپوزیت
کامپوزیتهایی که در آنها فاز زمینه با ماتریس توسط الیاف گوناگون تقویت شده باشند، مهمترین دسته از این محصولات را تشکیل می دهند. و به کامپوزیتهای لیفی^[۱۱] معروفند. چنانچه بجای الیاف از پودر (معمولا معدنی) استفاده شود، این مواد را کامپوزیتهای ذرهای یا پودری^[۱۲] مینامند.
گاهی ماتریس الیاف را فاز پیوسته^[۱۳] و فاز تقویتکننده را فاز ناپیوسته^[۱۴] گویند. ممکن است هر دو فاز الیاف و پودر با هم در ماتریس وجود داشته باشند. بهبود خواص ماتریس در کامپوزیتهای لیفی معمولاً خیلی بیشتر از کامپوزیتهای ذرهای صورت میگیرد (طبری، ۱۳۸۲).
درهنگام تولید چندسازه چوب پلاستیک مشکلاتی نظیر عدم سازگاری بین پرکننده آبدوست و ماده زمینه(پلاستیک) آبگریز و دشواری توزیع یکنواخت این پرکنندهها در پلاستیک به وجود می آید، که جهت برطرف کردن این مشکلات از سازگارکننده های مختلفی استفاده می شود. در حال حاضر در بیشتر تحقیقات از مالئیک انیدرید پیوند شده با پلیپروپیلن و پلیاتیلن (MAPP و MAPE) به عنوان ماده سازگارکننده در ساخت WPC استفاده میگردد. این سازگارکنندهها نیز دارای درجه بندیهای مختلفی هستند که ویژگیهای متفاوتی دارند و میتوانند ویژگیهای نهایی چوب پلاستیک تولید شده را تحت تأثیر قرار دهند (پورحمزه، ۱۳۸۵).
در حال حاضر در ساخت WPC عمدتاً از آرد چوب و دیگر مواد لیگنوسلولزی به عنوان پرکننده استفاده می شود. گونه های چوبی مورد استفاده بسته به فراوانی و قابلیت دسترسی به آنها متفاوت میباشد. علاوه بر گونه های جنگلی مورد استفاده، ضایعات مواد لیگنوسلولزی از جمله ضایعات گیاهان نیز مورد استفاده قرار میگیرند (صفارزاده، ۱۳۸۹).
با توجه به کاربردهای چندسازه الیاف چوب پلاستیک(صنایع مختلف به خصوص ساختمانی و طراحی سازهها جهت کاربردهای بیرونی از جمله دیوار کوبها، سطوح خارجی ایوانها، کف پوشها) و مستعد بودن الیاف طبیعی لیگنوسلولزی مورد استفاده در چندسازهها به جذب آب و هجوم عوامل مخرب نظیر قارچها و تاثیر زیاد پوسیدگی قارچی بر خواص فیزیکی و مکانیکی، بررسی دوام این محصولات در برابر عوامل مخرب بیولوژیکی اهمیت ویژه ای یافته است (موریس و کوپر^[۱۵]، ۱۹۹۸). تاکنون اصلاحات زیادی در روش ساخت این محصولات انجام شده ولی با این وجود تحقیقات انجام شده روی مقاومت به پوسیدگی این فرآورده ها حاکی از آن است که این مواد کاملاً در برابر تخریب و پوسیدگی مصون نمیباشند (کاظمی و جلیلوند، ۱۳۸۵).

۱-۲-۲-پلاستیکها
پلاستیک یک بسپار آلی با وزن مولکولی بالا بوده و در حالت نهایی جامد است و در برخی نقاط توسط جریان میتوان آنرا به شکل معینی درآورد (فیروزمنش و همکاران، ۱۳۸۷).
پلاستیک مستعد تغییر شکل دادن در اثر اعمال نیرو و حفظ شکل جدید پس از قطع نیروی بکار رفته است، یعنی مادهای است که تحت تاثیر تنش، در آن تغییر شکل برگشت پذیر ایجاد می شود. یکیاز معیارهای عمده مواد پلاستیک این است که میتوان شکلهای پیچیدهای به آنها داد. پلاستیکها به دو گروه پلاستیکهای گرما سخت و گرمانرم تقسیم میشوند. مواد گرما سخت، بسته به ساختارشان هنگامیکه بالاتر از دمای بحرانی گرم شوند، بسیار سخت شده و با سردکردن مجدد نرم خواهند شد. زیرا معمولاً در این حالت تشکیل پیوندهای بین زنجیری می دهند. ازطرف دیگر چنانچه یک بسپار گرمانرم تا بالاتر از دمای بحرانی گرم شود، نرم شده و پس از شکلگرفتن و خنک شدن سخت می شود. اگر چنین بسپاری مجداداً گرم شود، دومرتبه نرم می شود و چنانچه لازم باشد میتوان باز هم شکل آنرا تغییر داد، و با خنک کردن شکل جدید کاملاً پایدار میماند. یعنی تغییر شکل در اثر اعمال گرما بارها قابل تکرار است (صفارزاده، ۱۳۸۹)
۱-۲-۳-پلیاتیلن
پلیاتیلن بیشترین حجم پلاستیک تولید شده درجهان را داراست و دمای ذوب نسبتا پایینی دارد (عموما بین ۱۰۶ تا ۱۳۰ درجه سلسیوس میباشد، بستگی به دانسیته و شاخه های پلیاتیلن دارد). همچنین در یک دامنه وسیع ویسکوزیته و دمای ذوب تولید می شود. این ماده در حالت مذاب خوب با پرکنندهها مخلوط می شود. و دمای ذوب پایین آن امکان استفاده از الیاف لیگنوسلولزی را به عنوان پرکننده، بدون نگرانی از تخریب حرارتی را میدهد. پلیاتیلن یک پلیمر نیمه متبلور است. این بدین معنی است که این پلیمر در دمای اتاق دارای یک قسمت پلیمری ویک قسمت آمورف است. قسمت آمورف که در دمای اتاق یک لاستیک است و در دمای مشخصی شیشه می شود که به آن نقطه شیشه ای شدن میگویند. که این نقطه از (۱۳۰-) تا(۲۰-) متغیر است. بنابراین پلاستیک در دمای مشخصی شکلپذیر است. پلیاتیلن نسبتاً نرم است. که این باعث افزایش قابلیت میخ و پیچخوری و همچنین راحتی در برش کاری فرآورده حاصل از این پلیمر می شود. جذبآب پلیاتیلن نزدیک صفر است (عموما زیر ۰۲/۰ بعد از ۲۴ ساعت غوطه وری در آب). این پلیمر نسبت به مواد شیمیایی از جمله اسیدهای قوی مثل سولفوریک اسید، هیدروکلریک اسید و نتیریک اسید بسیار مقاوم است. تنها اسید نیتریک دود کننده می تواند مقداری لکه روی پلیاتیلن ایجاد کند. همچنین مقاومت نسبتاً بالایی به اکسیداسیون نسبت به دیگر پلی اولفینها (پلیپروپیلن) نشان میدهد. از اینرو بهمقدار کمتری آنتیاکسیدان در فرایند تولید و کاربرد در خارج ساختمان نیاز دارد. پلیاتیلن بسیار انعطاف پذیر است، و خیلی محکم نیست. این انعطاف پذیری زیاد اجازه استفاده از پلیاتیلن را به عنوان نردههای ساختمان بدون استفاده از پر کننده را نمیدهد. در مقایسه با چوب، پلیاتیلن ضریب انقباض و انبساط حرارتی بیشتری را نشان میدهد. پلیاتیلن به فرمهای مختلفی ساخته می شود. انواع اصلی آن عبارتند از :

پلیاتیلن با دانسیته بالا^[۱۶]
پلیاتیلن با وزن مولکولی بالا^[۱۷]
پلیاتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا^[۱۸]
پلیاتیلن با دانسیته کم^[۱۹]
پلی‏اتیلن با دانسیته کم خطی^[۲۰]
پلی‏اتیلن با دانسیته خیلی کم^[۲۱]
پلی‏اتیلن که در چوب پلاستیک به کار می‏رود عموماً متعلق به پلیاتیلن سنگین است. و تنها در یک مورد استفاده از پلی‏اتیلن سبک گزارش شده است. پلی‏اتیلن سنگین در مقایسه با پلی‏اتیلن سبک سفتتر است. پرکردن پلیاتیلن با ذرات چوب باعث افزایش مقاومت خمشی آن می‏شود. و با بهره گرفتن از عوامل جفت کننده پیوند عرضی بیشتر می شود (عشقیستوده، ۱۳۸۹).

شکل ۳- پلیاتیلن
۱-۲-۴-پلیاتیلن با دانسیته‏کم
با افزایش زنجیرههای پلیاتیلن، وهمچنین با افزایش قسمت‏های اشباع نشده در پلیاتیلن دانسیته کاهش می‏یابد. حساسیت پلیاتیلن به اکسیداسیون با کاهش دانسیته افزایش مییابد. پلیاتیلن سبک در مقایسه با پلیاتیلن سنگین حساستر به اکسیداسیون است، و بصورت نسبتاً یکنواختی اکسید می شود. پلیاتیلن سبک آمورفتر است و همکشیدگی کمتری نسبت به پلیاتیلن سنگین نشان میدهد. ‏مناطق آمورف نسبت به مناطق کریستالیته سریعتر تخریب میشوند. پلیاتیلن سبک بوسیله ناخن بهراحتی خراشیده می شود. در حالیکه پلی‏اتیلن سنگین به سختی خراشیده می شود. و خراشیده شدن پلی‏پروپیلن نیز سخت است.
۱-۲-۵-پلیاتیلن با دانسیته متوسط
این پلی‏اتیلن مخلوطی از پلی‏اتیلن سبک و سنگین می‏باشد و هیچ گزارشی مبتنی براستفاده از این نوع پلی‏اتیلن در چوب پلاستیک ارائه نشده است.

۱-۲-۶-پلیاتیلن با دانسیته بالا
این ماده کریستالیتهتر و سنگین وسفت‏تر از پلیاتیلن سبک میباشد. .اما تمایل به پیچخوردگی دارد و انقباض بیشتری را نشان میدهد. مقاومت کششی آن ۲ یا ۳ برابر پلیاتیلن سبک است. و مقاومت فشاری خوبی نیز دارد. ،در حالیکه پلیاتیلن سبک در فشار نمی‏شکند. هردو آنها مقاومت به ضربه خوبی نیز دارد.
پلیاتیلن سنگین کریستالیتهتر از پلیاتیلن سبک میباشد. و مقاومت، دانسیته، انقباض، مقاومت خزش، مقاومت‏سایش و سختی آن بیشتر از پلی اتیلن سبک است. درجه کریستالیته و خصوصیات منطقه کریستالیته بستگی به سرعت خیس شدن محصول دارد. همچنین به تنش حاصل از حساسیت محصول به اکسید شدن و انبساط و انباض حرارتی بستگی دارد. نفوذ گاز در پلیاتیلن سنگین بطور معنی داری کمتر از پلی‏اتیلن سبک است. پلی‏اتیلن کریستالیته نسبت به آمورف نسبت به اکسید‏شدن حساستر است. و در هنگام ذوب کریستالیته شدن آندو یکسان است. بطورکلی با افزایش پلیاتیلن مقاومت به سایش و مقاومت شیمیایی و سختی و استحکام افزایش یافته و کاهش نفوذ آب و گاز و انبساط حرارتی و مقاومت به ضربه کاهش یافته است. مهمترین پارامتر‏ها برای تخته‏ها ضریب اصطحکاک در سطح است. که ضریب اصطحکاک برای پلیاتیلن بسیار متغیر است.
۱-۲-۷-پلیپروپیلن
سهم کمی از بازار چوب پلاستیک مربوط به تولیدات ساخته شده از پلی‏پروپیلن است. پلی‏پروپیلن نسبت به پلیاتیلن روشنتر، محکمتر و سفتتر است. پلیپروپیلن باعث بهبود مقاومت خمشی، کاهش ساییدگی و کاهش لغزندگی آنها می شود. اگرچه شکنندهتر از پلیاتیلن بویژه در دماهای پایینتر است، ولی خیلی سفت است و کار با میخ و پیچ با آن مشکل است. و همچنین برشکاری و کار با اره آن از از پلیاتیلن سخت‏تر است. برخلاف پلیاتیلن که یکنواخت است، پلیپروپیلن دارای ساختمانی شاخه‏داراست. این‏نوع ساختمان خصوصیات پلیپروپیلن از جمله سریعتر اکسیده شدن آن را در مقایسه با پلیاتیلن تعیین می‏کند.

موضوعات: بدون موضوع لینک ثابت

فرم در حال بارگذاری ...

فید نظر برای این مطلب