100 - خواص فیزیکی-مکانیکی چوب پلاست

ویژگی فیزیکی-مکانیکی چوب پلاست

با توجه به اهمیت ویژگی فیزیکی-مکانیکی چوب پلاست، در ابتدای این مبحث باید یاد آور شد که با گذشت بیش از چند دهه از پیدایش کامپوزیتهای چوب پلاست در آغازین سالهای هزاره جدید میلادی نسل دوم این محصولات متولد شد . از محاسن و خصوصیات مثبت بارز نسل جدید وزن مخصوص پایین تر به دلیل تولید با ساختار فومی ودارا بودن سطوحی با کیفیت بالا و حتی داشتن نقوشی مشابه نقوش چوب می باشد

دو نوع چند سازه چوب پلاست مناسب لمبه کوبی و کف پوش ساخت کارخانه strandex

البته امروزه بسته به کاربری ونوع مصرف ، کامپوزیتهای چوب پلاست طراحی وتولید می شوند که در مقایسه با محصولات نسل اول از نظر کیفیت سطح ، مقاومتها درحین سرویس و… ازسطح کیفی بسیار بالاتری برخوردارند همچنین طی چند سال آینده نیزباید منتظر نسل سوم این محصولات با خصوصیات کاربردی ویژه باشیم.

از نظر خواص فیزیکی ومکانیکی محصولات چوب پلاست معمولی ونسل اول در مقایسه با چوب ماسیو به جز مقاومت به رطوبت معمولا در اکثر خواص ضعیف ترعمل می کردند ؛ ولی امروزه به مدد تجربه 30ساله تولید وپیشرفتهای علمی وتکنیکی حاصل شده این فاصله به حداقل ممکن رسیده ودر برخی موارد حالت عکس به خود گرفته است.

در جدول زیر برخی خواص فیزیکومکانیکی چند نوع چوب پلاست با چوب درخت کاج مقایسه شده است .

با تامل در مقادیر مقاومت و مدول خمشی چوب پلاست ذکر شده در جدول در می یابیم که در کامپوزیت  چوب پلاسیت ساخته شده باماتریس پلیمری پلی پروپیلن تقویت شده که الیاف دارای توجیه در راستای طول محصول هستند مقاومت خمشی به میزان قابل توجهی افزایش یافته است . بدیهی است که ویژگیهای فیزیکومکانیکی یک ماده مرکب چوب پلاست مستقیما متاثر ومتناسب با نسبت و خواص هریک از اجزا تشکیل دهنده آن است لذا در ادامه تاثیر نوع ومیزان دو فاز تشکیل دهنده این چند سازه ها به صورت مجزا مورد بررسی قرارخواهد گرفت.

آزمونهای مکانیکی که روی این محصولات انجام می پذیرد شامل استحکام کششی ، فشاری وخمشی عمدتا مشابه آزمونهای مکانیکی چوب می باشد برای آزمون های کششی از نمونه دمبلی شکل استفاده می شود باید ذکر کرد که در مورد  نتایج آزمونهای تعیین خزش مشخص شده که این ویژگی به شدت به دمای محیط و مدول الاستیک محصول وابسته است و ملاحظه می شود که با افزایش دما خزش اولیه افزایش می یابد ولی پس بر داشتن بار دامنه تغییرات خزش دائمی در دماهای مختلف محدود تر است .

تاثیرات پودر سلولزی بر ویژگی فیزیکی-مکانیکی چوب پلاست:

به دلیل اینکه عموما در ساخت این کامپوزیتهای چوب پلاست پودر سلولزی همراه با مواد پلیمری مخلوط وبه داخل ماشین اکسترودر فرستاده می شود، خصوصیات فیزیکومکانیکی  وشیمیائی وشرایط فرآوری پودر سلولزی تاثیر زیادی بر کیفیت وخصوصیات محصول نهایی دارد . به شکلی که اندکی افزایش در میزان رطوبت آرد چوب ، عدم مش بندی دقیق  و یا تمیز نبودن ذرات هرکدام تاثیر چشمگیری در کاهش کیفیت محصول نهایی می گذارد. همانطور که ذکر شد نوع ودرصد موادی که به عنوان فیلر یا تقویت کننده مورد استفاده قرار می گیرند بر روی خواص مکانیکی نهایی محصول چوب پلاست نقشی اساسی دارد مثلا با افزایش درصد پودرسلولزی (تا40% وزنی ) مدول کشسانی مدول خمشی وتا درصد معینی نیزمقاومت خمشی محصول بهبود می یابد ، مقاومت کششی نیز با افزایش درصد چوب با کاهش اندکی مواجه می شود .نمودارهای زیر به خوبی تاثیر میزان آرد چوب را برخواص مکانیکی نمایش می دهند .

ماخذ:

Wood Plastic Composites Study Technologies and UK Market 

  • اندازه ومش بندی ذرات:

در پودرهای سلولزی این پارامتر نیز بر مقاومتهای محصول چوب پلاست اثر گذار است به عنوان مثال در کامپوزیت با ماتریس PP و 50% آرد چوب کاج مقاومت به ضربه شکافدار با بزرگی ذرات رابطه مستقیم دارد.

همچنین با بررسی اعداد مندر ج در جدول صفحه بعد مشاهده می شود که مقاومت کششی  با کوچکتر شدن اجزا وذرات چوب افزایش یافته است و مقاومت خمشی ماکزیمم نیز در محدوده مش بندی 60 مشاهده می گردد .

در سال 1997پژوهشگران(  Berger & Starkو همکاران) طی مطالعاتی که بر روی تاثیر اندازه ذرات آرد چوب کاج روی خواص مکانیکی کامپوزیت چوب پلاست داشتند از دستگاه اکسترودر دو ماردون همسوگرد استفاده نمودند.آنها نتیجه گیری کردند که هرچه ذرات کوچکتر باشد باعث بروز خواص مکانیکی بهتری خواهد شد و مدول واستحکام کششی به طرز معنی داری افزایش می یابد . جدول نتایج به دست آمده توسط ایشان در ادامه آمده است.

ولی بر خلاف نامبردگان ( mallas و همکاران) طی پژوهش های خود به نتایجی متضاد رسیدند که دلیل این موضوع را می توان در تفاوت نوع الیاف و عمل اختلاط جستجو کرد. باید گفت که تاثیرات مختلف اندازه ذرات بر خواص مکانیکی و فیزیکی انواع مختلف کامپوزیت چوب پلاست یکی از موضوعاتی است که پژوهش های زیادی در مورد آن صورت نگرفته است و هنوز دربین کارشناسان محل بحث می باشد و نتایج پژوهشها مختلف و گاهی ضد و نقیض می باشد.

به هر حال آنچه مسلم است این است که تحقیقات ثابت کرده که میزان خواص مکانیکی محصول چوب پلاست با درصد سلولز پودرسلولزی  مورد استفاده رابطه ای مستقیم دارد و در این میان سلولز نقش اصلی تامین مقاومت را ایفا می کند . بنابراین پودرهای سلولزی حاوی درصد لیگنین بالا خواص مقاومتی پایین تری از خود نشان می دهند.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید