| تعداد نشریات | 127 |
| تعداد شمارهها | 7,120 |
| تعداد مقالات | 76,524 |
| تعداد مشاهده مقاله | 152,948,045 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 115,101,736 |
مقایسة اثر نانوسیلیس، نانورس، نانوگرافن و نانولولة کربنی بر خواص سایشی و مکانیکی چندسازة ساختهشده از پلیوینیل کلراید-آرد چوب | ||
| نشریه جنگل و فرآورده های چوب | ||
| دوره 78، شماره 4، بهمن 1404، صفحه 403-417 اصل مقاله (1.39 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jfwp.2025.396855.1349 | ||
| نویسندگان | ||
| بهزاد کرد* ؛ مهدی روحانی؛ فرناز موحدی | ||
| گروه سلولزی و بستهبندی، پژوهشکدة شیمی و پتروشیمی، پژوهشگاه استاندارد، کرج، ایران. | ||
| چکیده | ||
| در این پژوهش عملکرد سایشی چندسازة ساختهشده از پلیوینیل کلراید-آرد چوب که با نانوسیلیس، نانورس، نانوگرافن و نانولولة کربنی تقویت شده است، ارزیابی شد. همچنین، خواص مکانیکی و سختی نمونه های دارای نانوذرات و نمونه های شاهد مقایسه شدند. برای این منظور، آرد چوب با نسبت وزنی 50 درصد با پلیوینیل-کلراید به روش اختلاط مذاب با یکدیگر ترکیب شدند. نانوذرات در مقادیر مختلف 1، 2، 3 و 5 درصد وزنی بهکار گرفته شد. آزمون سایش مطابق روش پین دیسک بر روی نمونه ها انجام شد و مقاومت به سایش و ضریب اصطکاک آنها اندازه گیری شد. جنبة ریختشناسی نمونهها بهمنظور مطالعة نحوة پراکنش نانوذرات در چندسازه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) انجام شد. نتایج نشان داد وجود نانوذرات موجب بهبود رفتار سایشی چندسازه ها از طریق کاهش نرخ سایش و افزایش ضریب اصطکاک آن میشود. همچنین در هنگام استفاده از نانوذرات در مقادیر زیاد (5 درصد وزنی)، خواص سایشی نمونه ها کاهش مییابد. کمترین مقدار کاهش وزن بهترتیب در نمونههای حاوی نانوسیلیس، نانوگرافن، نانولولة کربنی و نانورس برابر 0/11، 0/14، 0/19، و 0/22گرم در سطح بارگذاری 3 درصد مشاهده شد. مقدار کاهش وزن در نمونههای شاهد 0/33 گرم گزارش شد. یافته های حاصل از ارزیابی سختی و استحکام مکانیکی (مقاومت خمشی، مدول الاستیسیتة خمشی، مقاومت کششی و مدول الاستیسیتة کششی) نشان داد که بیشترین مقدار این ویژگی ها در چندسازه های حاصل از اختلاط با 3 درصد نانوسیلیس بهدست آمد. تصاویر میکروگراف های الکترونی نشان داد که نانوذرات به طور همگن و مناسب در نمونه ها پراکنش یافته اند، اما با افزایش مقدار نانوذرات تا سطح 5 درصد، پراکنش نامناسب و تجمع ذرات اتفاق م یافتد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| چندسازه؛ ضریب اصطکاک؛ کاهش وزن؛ مقاومت به سایش؛ نانوذرات | ||
| مراجع | ||
|
[1] Escobar Nunez, E., Gheisari, R. & Polycarpou, A.A. (2019). Tribology review of blended bulk polymers and their coatings for high-load bearing applications. Tribology International, 129(3), 92-111. [2] Liskiewicz, T., Sherrington, I., Khan, T. & Liu, Y. (2023). Advances in sensing for real-time monitoring of tribological parameters. Tribology International, 189(10), 108965-108983. [3] Presilla, R., Wandel, S., Stammler, M., Grebe, M., Poll, G. & Glavatskih, S. (2023). Oscillating rolling element bearings: A review of tribological testing and analysis approaches. Tribology International, 188(9), 108805-108827. [4] Aldousiri, B., Shalwan, A. & Chin, C.W. (2013). A review on tribological behavior of polymeric composites and future reinforcements. Advances in Materials Science and Engineering, 9(1), 48-54. [5] Li, B., Li, P., Zhou, R., Feng, X.O. & Zhou, K. (2022). Contact mechanics in tribological and contact damage-related problems: A review. Tribology International, 171, 107534-107545. [6] Xue, Q.J & Wang, Q.H. (1997). Wear mechanisms of polyetheretherketone composites filled with various kinds of SiC. Wear, 213(1-2), 54-58. [7] Chattopadhyay, R. (2004). Advanced Thermally Assisted Surface Engineering Processes, New York, Springer, 375. [8] Rabinowicz, E. (2013). Friction and Wear of Materials (2nd Edition), New York, Wiley, 336. [9] George, S.C., Thomas, S., Sarath, P.S., Haponiuk, J.T. & Reghunath R. (2023). Tribology of Polymers, Polymer Composites, and Polymer Nanocomposites, Elsevier, 482. [10] Klyosov, AA. (2007). Wood-Plastic Composites. John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, New Jersey, USA, 702. [11] Oksman, K. & Sain, M. (2008). Wood-Polymer Composites. Cambridge, Woodhead Publishing Ltd, 384. [12] Li, X., Tabil, L.G. & Panigrahi, S. (2007). Chemical treatments of natural fiber for use in natural fiber reinforced composites: A review. Journal of Polymers and the Environment, 15(1), 25-33. [13] Susheel, K., Kaith, B.S. & Inderjeet, K. (2009). Pretreatments of natural fibers and their application as reinforcing material in polymer composites: A review. Polymer Engineering & Science, 49(2), 1253-1272 [14] Tjong, S.C. (2006). Structural and mechanical properties of polymer nanocomposites. Journal of Material Science Engineering, 53(3-4), 73-197. [15] Viswanathan, V., Laha, T., Balani, K., Agarwal, A. & Seal, S. (2006). Challenges and advances in nanocomposites processing techniques; A review. Journal of Material Science Engineering, 54(5-6), 121-285. [16] Dufresne, A., Thomas, S. & Pothan L.A. (2013). Biopolymer Nanocomposites Processing, Properties, and Applications. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, USA, 684. [17] Umar Nirmal, U., Hashim, J. & Megat Ahmad, M.H. (2015). A review on tribological performance of natural fiber polymeric composites. Tribology International, 83(8), 77-104. [18] Omrani, E., Menezes, P.L. & Rohatgi, P.K. (2016). State of the art on tribological behavior of polymer matrix composites reinforced with natural fibers in the green materials world. Engineering Science and Technology, an International Journal, 19(2), 717-736. [19] Jan, P., Matkovi, S., Bek, M., Perse, S.L. & Kalin, M. (2023). Tribological behavior of green wood-based unrecycled and recycled polypropylene composites. Wear, (524-525). [20] Rafiq Bhat, A., Kumar, R. & Kumar Mural, P.S. (2023). Natural fiber reinforced polymer composites: A comprehensive review of tribo‐mechanical properties. Tribology International, 189(6), 108978-108990. [21] Hashmi, S.A.R., Dwivedi, U.K. & Chand, N. (2007). Graphite modified cotton fiber reinforced polyester composites under sliding wear conditions. Wear, 262(11-12), 1426-1432, [22] Hamdan, Abdul, S.M., Idrus, M., Rahman, R. Ibrahim, N.F. & Islam, S. (2010). Wear of wood polymer composite for journal bearing materials. Wood Research Journal, 1(1), 22-26. [23] Kaymakci, A., Ayrilmis, N. & Gulec, T. (2013). Surface properties and hardness of polypropylene composites filled with sunflower stalk flour. BioResources, 8(1), 592-602. [24] Shakuntala,O., Raghavendra, G. & Samir Kumar, A. (2014). Effect of filler loading on mechanical and tribological properties of wood apple shell reinforced epoxy composite. Advances in Materials Science and Engineering, 2(1), 70-79. [25] Jiang, L., He, C., Li, X. & Fu, J. (2018). Wear properties of wood-plastic composites pretreated with a stearic acid-palmitic acid mixture before exposure to degradative water conditions. BioResources, 13(2), 3817-3831. [26] Ibrahim, M.A., Hirayama, T. & Khalaf, D. (2019). An investigation into the tribological properties of wood flour reinforced polypropylene composites. Materials Research Express, 7(1), 153-165. [27] Amir Hooman Hemmasi, A.H., Khademi-Eslam, H., Talaiepoor, M., Kord, B. & Ghasemi, I. (2010). Effect of nanoclay on the mechanical and morphological properties of wood polymer nanocomposite. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 29(7), 964-971. [28] Ashori, A., Sheshmani, S. & Farhani, F. (2013). Preparation and characterization of bagasse/HDPE composites using multi-walled carbon nanotubes. Carbohydate Polymer, 92(1): 865-871. [29] Chaharmahali, M., Ebrahimi, G.H., Hamzeh, Y., Ashori, A. & Ghasemi, I. (2014). Effects of nanographene on the physico-mechanical properties of bagasse/polypropylene composites. Polymer Bulletin, 71: 337–349. [30] Mohseni-Tabar, M., Tabarsa, T., Mashkour, M. & Khazaeian, A. (2015). Using silicon dioxide (SiO2) nano-powder as reinforcement for walnut shell flour/HDPE composite materials. Journal of the Indian Academy of Wood Science, 12(1), 15-21. [30] Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-Disk Apparatus, Annual Book of ASTM Standard, G99, 2010. [32] Standard Test Method for Rubber Property-Durometer Hardness, Annual Book of ASTM Standard, D2240, 2015. [33] Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics, Annual Book of ASTM Standard, D638, 2014. [34] Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials, Annual Book of ASTM Standard, D790, 2017. [35] Xian, G., Walter, R. & Haupert, F. (2006). Friction and wear of epoxy/TiO2 nanocomposites: Influence of additional short carbon fibers, aramid and PTFE particles. Composites Science and Technology, 66(16), 3199-3209. [36] Meng, H., Xie, G.Y. & Yang, R. (2009). Friction and wear behavior of carbon nanotubes reinforced polyamide 6 composites under dry sliding and water lubricated condition. Composites Science and Technology, 69(5), 606-611. [37] Zhenhua, L. (2012). The friction and wear properties of nano-SiO2 and TiO2 particle reinforced PMMA composites. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 27(6), 793-800. [38] Cui, L.J., Geng, H.Z., Wang, W.J., Chen, L.T. & Gao, J. (2013). Functionalization of multi-wall carbon nanotubes to reduce the coefficient of the friction and improve the wear resistance of multi-wall carbon nanotube/epoxy composites. Carbon, 54(3), 277-282. [39] Sheykh, M.J., Tarmian, A., Doosthoseini, K. & Abdulkhani, A. (2017). Wear resistance and friction coefficient of nano-SiO2 and ash-filled HDPE/lignocellulosic fiber composites. Polymer Bulletin, 74(11), 4537-4547. [40] Soni, A., Kumar Das, P. & Kumar Gupta, S. (2024). Experimental investigations on the influence of natural reinforcements on tribological performance of sustainable nanocomposites: A comparative study with polymer technology. Tribology International, 191(1), 109195-109202. [41] Ul Ain, Q., Wani, M.F., Sehgal, R. & Singh, M.K. (2024). Tribological and mechanical characterization of carbon-nanostructures based PEEK nanocomposites under extreme conditions for advanced bearings: A molecular dynamics study. Tribology International, 196(11), 109702-109711. [42] Solodov, A.N., Balkaev, A.D., Shayimova, J.R., Vakhitov, R. & Gataullina, R.M. (2024). Enhanced wear resistance and mechanical properties of epoxy nanocomposites through surface-concentrated magnetic and luminescent graphene oxide. Tribology International, 204(5), 110504-110516. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 47 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 50 |
||