سلام، مهمان
07-17-2017، 01:37 AM
چكيده
كامپوزيت‌هاي زمينه پليمري با تقويت‌كننده اليافي، به علت خصوصيات كششي مناسب و نسبت استحكام به وزن بالا (در جهات خاص) بسيار مورد توجه قرار دارند. امكان قالب‌گيري ساده و آسان، مقاومت شيميايي، خواص جهت‌دار، اتصال مناسب زمينه به الياف و همچنين امكان استفاده در محدوده وسيعي از كاربردها، اين گروه از كامپوزيت‌ها را به عنوان گروهي رايج مطرح ساخته است. با اين وجود، مشخص شدن برخي خطرات زيست محيطي ناشي از استفاده از الياف معدني در كامپوزيت‌ها (كه در گذشته به عنوان رايج‌ترين نوع الياف مورد استفاده در ساخت كامپوزيت‌هاي زمينه پليمري مطرح بودند)، محققان را بر آن داشته تا امكان استفاده از انواع الياف طبيعي و تجديدپذير را در ساخت كامپوزيت‌هاي زمينه پليمري و همچنين تاثيرات استفاده از اين الياف بر خواص مكانيكي را مورد بررسي قرار دهند.
در اين تحقيق، خصوصيات كامپوزيت‌هاي زمينه پليمري مقاوم شده با الياف كنف به همراه الياف شيشه و پلي‌استر، مورد بررسي قرار گرفت. فاز تقويت‌كننده به دو صورت پارچه هيبريدي و همچنين لايه‌اي تك‌جهته درون زمينه پليمري قرار داده شد و در نهايت براي بررسي خصوصيات مكانيكي نمونه‌ها، آزمايش‌هاي كشش و خمش بر روي آنها انجام گرفت.
نتايج نشان داد كه نمونه با مقاوم‌ساز اليافي كنف-شيشه كه به صورت لايه‌اي تك‌جهته در زمينه قرار داده شده، بهترين خصوصيات مكانيكي را از خود بروز مي‌دهد. همچنين مشخص شد در شرايط يكسان، استحكام الياف مورد استفاده نسبت به نحوه قرارگيري آنها در زمينه، نقش پررنگ‌تري در تعيين خواص مكانيكي كامپوزيت دارد.
1-1- مقدمه
تقاضای روزافزون برای بهبود عملکرد فرآورده‌ها به صورت خواسته‌های مختلف از قبیل وزن کمتر، استحکام بیشتر و هزینه‌های کمتر مطرح می‌شوند. تداوم خواسته‌ها برای بهبود ایفای نقش که ممکن است توسط معیارهای مختلف از جمله وزن کم مطرح شود، باعث شده است که مواد کنونی دیگر جوابگو نباشند. از این رو دانشمندان و صاحب نظران علم مواد همیشه در تکاپو هستند که یا خواص مواد موجود را بهبود بخشند و یا مواد جدیدتری تولید نمایند که به عنوان نمونه می‌توان به مواد مرکب اشاره کرد.
واژه كامپوزيت يا ماده مركب، بیانگر ترکیب حداقل دو ماده متفاوت در مقیاس ماکروسکوپی جهت حصول ماده‌ای جدید است. مقیاس ماکروسکوپی بدین معنی است که هر کدام از مواد تشکیل دهنده ماده مرکب را پس از ترکیب می توان با چشم غیر مسلح مشاهده نمود. با همين ديدگاه، در تحقیق حاضر در جهت ساخت سازه¬اي سبك که در عين حال چقرمگي شكست و استحكام بالايي نيز داشته باشد، تلاش شده است.
با در نظر گرفتن مسایل زیست محیطی و همچنین امکان بازیافت یا بازگشت مواد به چرخه طبیعی، سعي شده است كه از مواد طبيعي و دوست دار محيط زيست در ساخت سازه¬های مرکب استفاده شود. به اين منظور، می‌توان از مواد و الیاف طبیعی مانند کنف، خرما و نارگیل استفاده نمود.
برای محاسبه خواص مکانیکی مواد، بهتر است با در نظر گرفتن ماده مرکبی که در آن الیاف در یک جهت ردیف شده‌اند (یعنی یک ماده مرکب یک جهتی) به عنوان مبنا، نسبت به اندازه‌گيري‌ها و آزمايش‌هاي خواص مكانيكي اقدام كرد. نکته اساسی در مورد یک ماده مرکب با الیاف یک جهتی این است که سخت پایی و استحکام آن در جهات مختلف متفاوت است.
برای افزایش استحکام و مقاومت نمونه، از ترکیبی شامل الياف طبيعي كنف و انواع دیگری از الیاف متداول در ساخت کامپوزیت¬های زمینه پلیمری (الياف شيشه و الياف پلي استر) به صورت بافته شده به عنوان فاز مقاوم¬ساز استفاده گردید.
در این تحقیق، بافت هيبريدي كنف-شيشه و پارچه هيبريدي كنف-پلي استر که با استفاده از دستگاه بافندگی ابداعی محققین ساخته شده¬اند، برای نخستین بار مورد استفاده قرار گرفتند که از این دیدگاه اقدامی نوآورانه به نظر می¬رسد. در ابتدا، تک¬رشته¬های مورد استفاده به وسيله دستگاه‌هاي ريسندگي سنتي به صورت نخ (الیاف) ریسیده شده و از این نخ¬ها در بافت پارچه هیبریدی استفاده شد. پارچه¬ها به شكل بافت عمودي ساده تار و پودي بافته شده¬اند كه براي اين كار، الياف كنف در چله دستگاه قرا گرفته و الياف شيشه يا پلي استر نیز به وسيله ماكو در پود آن قرار داده شد.
بدین ترتیب، نمونه¬های مورد بررسی به صورت نمونه هایی به شکل تیر با فاز تقویت کننده پارچه هيبريدي (كنف-شيشه يا كنف-پلي استر) و یا الیاف تک جهته آنها در زمينه¬اي از جنس رزين اپوكسي، ساخته شد.
خصوصیات مکانیکی نمونه¬های ساخته شده از قبیل مقاومت کششی و فشاری، بر اساس استاندارد ASTM مورد بررسی قرار گرفته و برای نمونه¬های مختلف با هم مقایسه شده¬اند.
مقایسه داده¬های حاصل از آزمایش¬های خواص مکانیکی نشان می¬دهد که در نمونه¬های لایه‌ای با الیاف شیشه، نمونه تا قبل از شکست مقدار زیادی تغییر شکل پلاستیک خواهد داشت، حال آنکه در نمونه¬های لایه‌ای با الیاف پلی استر، شکست معمولا به صورت ترد رخ می‌دهد.
همچنین مشخص شد که نمونه¬هایی با جنس هیبریدی کنف-شیشه استحکام خمشی و کششی بیشتری نسبت به نمونه¬هایی با جنس هیبریدی کنف-پلی استر نشان می¬دهند.
دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد :
کاربر مهمان نمی‌تواند مطالب قیمت‌گذاری شده را خریداری کند. برای خرید مطالب قیمت‌گذاری شده، وارد شوید یا ثبت نام کنید .
كامپوزيت‌هاي زمينه پليمري با تقويت‌كننده اليافي، به علت خصوصيات كششي مناسب و نسبت استحكام به وزن بالا (در جهات خاص) بسيار مورد توجه قرار دارند. امكان قالب‌گيري ساده و آسان، مقاومت شيميايي، خواص جهت‌دار، اتصال مناسب زمينه به الياف و همچنين امكان استفاده در محدوده وسيعي از كاربردها، اين گروه از كامپوزيت‌ها را به عنوان گروهي رايج مطرح ساخته است. با اين وجود، مشخص شدن برخي خطرات زيست محيطي ناشي از استفاده از الياف معدني در كامپوزيت‌ها (كه در گذشته به عنوان رايج‌ترين نوع الياف مورد استفاده در ساخت كامپوزيت‌هاي زمينه پليمري مطرح بودند)، محققان را بر آن داشته تا امكان استفاده از انواع الياف طبيعي و تجديدپذير را در ساخت كامپوزيت‌هاي زمينه پليمري و همچنين تاثيرات استفاده از اين الياف بر خواص مكانيكي را مورد بررسي قرار دهند.
در اين تحقيق، خصوصيات كامپوزيت‌هاي زمينه پليمري مقاوم شده با الياف كنف به همراه الياف شيشه و پلي‌استر، مورد بررسي قرار گرفت. فاز تقويت‌كننده به دو صورت پارچه هيبريدي و همچنين لايه‌اي تك‌جهته درون زمينه پليمري قرار داده شد و در نهايت براي بررسي خصوصيات مكانيكي نمونه‌ها، آزمايش‌هاي كشش و خمش بر روي آنها انجام گرفت.
نتايج نشان داد كه نمونه با مقاوم‌ساز اليافي كنف-شيشه كه به صورت لايه‌اي تك‌جهته در زمينه قرار داده شده، بهترين خصوصيات مكانيكي را از خود بروز مي‌دهد. همچنين مشخص شد در شرايط يكسان، استحكام الياف مورد استفاده نسبت به نحوه قرارگيري آنها در زمينه، نقش پررنگ‌تري در تعيين خواص مكانيكي كامپوزيت دارد.
1-1- مقدمه
تقاضای روزافزون برای بهبود عملکرد فرآورده‌ها به صورت خواسته‌های مختلف از قبیل وزن کمتر، استحکام بیشتر و هزینه‌های کمتر مطرح می‌شوند. تداوم خواسته‌ها برای بهبود ایفای نقش که ممکن است توسط معیارهای مختلف از جمله وزن کم مطرح شود، باعث شده است که مواد کنونی دیگر جوابگو نباشند. از این رو دانشمندان و صاحب نظران علم مواد همیشه در تکاپو هستند که یا خواص مواد موجود را بهبود بخشند و یا مواد جدیدتری تولید نمایند که به عنوان نمونه می‌توان به مواد مرکب اشاره کرد.
واژه كامپوزيت يا ماده مركب، بیانگر ترکیب حداقل دو ماده متفاوت در مقیاس ماکروسکوپی جهت حصول ماده‌ای جدید است. مقیاس ماکروسکوپی بدین معنی است که هر کدام از مواد تشکیل دهنده ماده مرکب را پس از ترکیب می توان با چشم غیر مسلح مشاهده نمود. با همين ديدگاه، در تحقیق حاضر در جهت ساخت سازه¬اي سبك که در عين حال چقرمگي شكست و استحكام بالايي نيز داشته باشد، تلاش شده است.
با در نظر گرفتن مسایل زیست محیطی و همچنین امکان بازیافت یا بازگشت مواد به چرخه طبیعی، سعي شده است كه از مواد طبيعي و دوست دار محيط زيست در ساخت سازه¬های مرکب استفاده شود. به اين منظور، می‌توان از مواد و الیاف طبیعی مانند کنف، خرما و نارگیل استفاده نمود.
برای محاسبه خواص مکانیکی مواد، بهتر است با در نظر گرفتن ماده مرکبی که در آن الیاف در یک جهت ردیف شده‌اند (یعنی یک ماده مرکب یک جهتی) به عنوان مبنا، نسبت به اندازه‌گيري‌ها و آزمايش‌هاي خواص مكانيكي اقدام كرد. نکته اساسی در مورد یک ماده مرکب با الیاف یک جهتی این است که سخت پایی و استحکام آن در جهات مختلف متفاوت است.
برای افزایش استحکام و مقاومت نمونه، از ترکیبی شامل الياف طبيعي كنف و انواع دیگری از الیاف متداول در ساخت کامپوزیت¬های زمینه پلیمری (الياف شيشه و الياف پلي استر) به صورت بافته شده به عنوان فاز مقاوم¬ساز استفاده گردید.
در این تحقیق، بافت هيبريدي كنف-شيشه و پارچه هيبريدي كنف-پلي استر که با استفاده از دستگاه بافندگی ابداعی محققین ساخته شده¬اند، برای نخستین بار مورد استفاده قرار گرفتند که از این دیدگاه اقدامی نوآورانه به نظر می¬رسد. در ابتدا، تک¬رشته¬های مورد استفاده به وسيله دستگاه‌هاي ريسندگي سنتي به صورت نخ (الیاف) ریسیده شده و از این نخ¬ها در بافت پارچه هیبریدی استفاده شد. پارچه¬ها به شكل بافت عمودي ساده تار و پودي بافته شده¬اند كه براي اين كار، الياف كنف در چله دستگاه قرا گرفته و الياف شيشه يا پلي استر نیز به وسيله ماكو در پود آن قرار داده شد.
بدین ترتیب، نمونه¬های مورد بررسی به صورت نمونه هایی به شکل تیر با فاز تقویت کننده پارچه هيبريدي (كنف-شيشه يا كنف-پلي استر) و یا الیاف تک جهته آنها در زمينه¬اي از جنس رزين اپوكسي، ساخته شد.
خصوصیات مکانیکی نمونه¬های ساخته شده از قبیل مقاومت کششی و فشاری، بر اساس استاندارد ASTM مورد بررسی قرار گرفته و برای نمونه¬های مختلف با هم مقایسه شده¬اند.
مقایسه داده¬های حاصل از آزمایش¬های خواص مکانیکی نشان می¬دهد که در نمونه¬های لایه‌ای با الیاف شیشه، نمونه تا قبل از شکست مقدار زیادی تغییر شکل پلاستیک خواهد داشت، حال آنکه در نمونه¬های لایه‌ای با الیاف پلی استر، شکست معمولا به صورت ترد رخ می‌دهد.
همچنین مشخص شد که نمونه¬هایی با جنس هیبریدی کنف-شیشه استحکام خمشی و کششی بیشتری نسبت به نمونه¬هایی با جنس هیبریدی کنف-پلی استر نشان می¬دهند.
دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد :
