علوم و تکنولوژی پلیمر
سال:1384 | دوره:18 | شماره:3 (پیاپی 77) |تعداد مقالات:12

برای بهینه سازی چهار ویژگی زمان پخت، قیمت، مقاومت سایشی و مقاومت کششی آمیزه رویه تسمه نقاله هایی که دارای کاربرد عمومی هستند از روش آماری طراحی آزمایش (روش تاگوچی) همراه با روش ملاک ارزیابی کلی (OEC) استفاده شد. برای انجام این امر با توجه به وجود 14 عامل اصلی و 12 اثر متقابل انتخابی قابل پیش بینی انجام کار با استفاده از آرایه متعامد L32 (هر کدام از عوامل در دو سطح در نظر گرفته شدند) انجام شد. چهار ویژگی ذکر شده برای تمام نمونه های ساخته شده در این مرحله اندازه گیری شدند و با انجام عملیات آماری لازم روی آنها مشخص شد که آثار متقابل در نظر گرفته شده ناچیز است. بدین ترتیب، در مرحله اول از 14 عامل اصلی، 9 عامل بهینه شدند و 5 عامل نیز برای کار بیشتر روی آنها به مرحله بعدی که استفاده از آرایه متعامد L16 بود، منتقل شدند. در مرحله دوم با استفاده از عملیات آماری لازم از 5 عامل باقیمانده، 1 عامل بهینه و 4 عامل دیگر نیز برای بررسی بیشتر به مرحله بعدی که استفاده از آرایه متعامد L9 بود، ارسال شدند. در نهایت، فرمولبندی بهینه ای بدست آمد که ضمن دارا بودن خواص فیزیکی و مکانیکی قابل توجهی بهتر از نمونه مبنا، قیمت تسمه نقاله را نیز بیش از 50 درصد کاهش داد که بخشی از این امر ناشی از کاهش قیمت مواد اولیه آمیزه رویه و عمده آن ناشی از افزایش سرعت پخت است که هزینه های جاری را بشدت کاهش و تولید را به بیش از دو برابر افزایش می دهد. شایان ذکر است که با توجه به محدودیت اعمالی در شرکت تولیدی، در نوع مواد اولیه هیچ تغییری داده نشد و تنها ترکیب درصد اجزا تغییر کردند. در ضمن، برای افزایش دقت، هر کدام از آزمایشها حداقل دو مرتبه تکرار شدند. بنابراین، برای سه مرحله حداقل 114 نمونه ساخته و تمام آزمایشها مورد نظر روی آنها انجام شد.

در این پژوهش، اثر دو نوع الاستومر روی خواص مکانیمی پلی اتیلن سنگین و پلی پروپیلن پر شده با الیاف سلولوزی بررسی شد. اصلاح کننده مقاوم به ضربه مورد استفاده اتیلن وینیل استات و اتیلن پروپیلن دی ان مونومر همچنین، الیاف سلولوزی شامل آلفاسلولوز و الیاف باز یافتی کاغذ باطله بود. الاستومر (اصلاح کننده) در سه مقدار 5،7.5  و 10 درصد وزنی با کامپوزیت مخلوط شد و مقدار پر کننده به ترتیب برای پلی اتیلن سنگین و پلی پروپیلن 30و 35 درصد وزنی بود. نتایج نشان می دهد که با افزودن الاستومر استحکام ضربه ای شکافدار، کرنش خمشی و ازدیاد طول تا پارگی افزایش اما استحکام کششی، استحکام خمشی و مدول کشسانی کاهش می یابند. همچنین پر کننده ها بدون الاستومرها باعث بهبود استحکام کششی و خمشی شده، مدول کشسانی را افزایش می دهند اما سبب کاهش استحکام ضربه ای شکافدار و ازدیاد طول تا پارگی و کرنش خمشی می شوند. در واقع با افزودن 10 درصد الاستومر به کامپوزیت بیشترین استحکام ضربه ای بدست آمد در حالی که برای مقاوتهای دیگر و مدول دیگر و مدول کشسانی بیشترین مقادیر مربوط به نمونه هایی با صفر درصد الاستومر (به جز پلیمرهای خالص) بود.

ساختار ساندویچی شامل پوسته هایی نازک، سنگین و مستحکم ولی هسته ای سبک و تا حدی ضخیم و نسبتا ضعیف است که بین آنها اتصالی سخت و محکم بر قرار است. این ساختارها کاربرد زیادی در صنایع هوا فضا، ساختمان و خودروسازی دارند زیرا از استحکام و سفتی ویژه زیاد و خواص عایق گرمایی و صوتی خوبی بر خوردارند. از آنجا که رزینهای فنولی ارزان و از نظر گرمایی پایدارند، به عنوان زمینه در پوسته و به شکل اسفنج در هسته استفاده می شوند. در مورد روش ساخت ساختارهای ساندویچی فنولی اطلاعات اندکی در اختیار است. از این رو در این پژوهش، با استفاده از قالبگیری فشاری مبادرت به ساخت آنها به دو روش فرایند همزمان و جداگانه شده است. در فرایند همزمان، هسته و پوسته های کامپوزیتی با هم پخت می شوند ولی در فرایند جداگانه ابتدا هسته ای با چگالی و ضخامت مشخص تهیه و سپس با پوسته ها پخت خواهد شد. از نظر تجربی اثر نوع فرایند روی خواص خمشی ساختارهای ساندویچی در شرایط بهینه بررسی شد.

هدف از این پژوهش، بررسی اثر لاستیک محبوس و آزاد شدن آن از شبکه دوده روی خواص رئولوژیکی و دینامیکی آمیزه لاستیک – دوده و تعیین روابط گرانگروی و مدول بر اساس متغیرهای موجود است. در این پژوهش، با استفاده از دوده N330 و الاستومر SBR، معادلات مربوط به جز حجمی موثر پر کننده شامل شبکه پر کننده و لاستیک محبوس، در مرحله نخست اخنلاط بر اساس متغیرهای زمان اختلاط، جز حجمی دوده اضافه شده به الاستومر، شعای ذرات و فرکانس رئومتر بدست آمد. این معادلات به کمک نرم افزار Origin 6.1 با دقت زیادی برای داده های آزمایشگاهی بکار رفت. در این پژوهش، از مخلوط کن داخلی بنبوری برای اختلاط اجزا و از رئومتر RPA2000 برای تعیین گرانروی، مدول و سایر خواص دینامیکی و مکانیکی استفاده شد.

خشک کردن چیپس پلی استر یکی از مراحل اساسی تولید الیاف پلی استر است. این امر به دلیل حساسیت گروه های استری به آبکافت در مجاورت مولکول های آب است. الیاف پلی استر ریسیده شده در این پژوهش، با سرعت 3200 m/min تولید شده اند. بنابراین، به شکل نیمه آرایش یافته اند. برای بهبود خواص و کاربرد مطلوبتر محصول، این الیاف معمولا تکسچره می شوند. در این پژوهش اثر شرایط خشک کردن چیپس پلی استر بر خواص نخ تکسچره حاصل بررسی شد. نخهای نیمه آرایش یافته پلی استر که دمای خشک کردن چیپس آنها 170، 175 و 180°C بود، تکسچره شد. سپس استحکام، ازدیاد طول تا پارگی، رنگ پذیری، جمع شدگی، تعداد تشکیل حلقه و بلورینگی نخ تکسچره حاصل بررسی شد. نتایج آزمایشها نشان می دهد که دمای خشک کردن چیپس پلی استر از نظر آماری اثر معنی داری بر ویژگی های نخ تکسچره دارد.

در این پژوهش، ابتدا پلی کاپرولاکتون منتهی به ایزوسیانات (پیش پلیمر) تهیه و با روش طیف سنجی FTIR انجام واکنش تایید شد. سپس، دو گروه آمیزه های پلی اتیلن – نشاسته (گروه 1) و آمیزه های پلی اتیلن – نشاسته – پلی کاپرولاکتون پیش پلیمر (گروه 2) تهیه شدند. با بررسی اختلاط آمیزه ها مشخص شد که گشتاور اختلاط آمیزه ها بعد از افزودن پلی کاپرولاکتون پیش پلیمر کاهش می یابد. همچنین، با افزایش مقدار نشاسته، گشتاور و گشتاور کلی نیز کاهش می یابد و دمای نهایی مذاب نیز به بیشتر از دمای تنظیم شده افزایش می یابد. پراکنش ذرات پودر نشاسته و پلی کاپرولاکتون منتهی به ایزوسیانات درون ماتریس پلی اتیلن، شکل شناسی و مقدار چسبندگی بین سطوح فازها با روش میکروسکوپ الکترون پویشی مطالعه شد. با بررسی خواص مکانیکی آمیزه ها مشاهده شد که با افزون نشاسته به پلی اتیلن، استحکام کششی و کرنش در شکست کاهش می یابد. اما، در آمیزه های دارای پلی کاپرولاکتون منتهی به دی ایزوسیانات، درصد کرنش در شکست بیشتر از آمیزه های گروه 1 بوده، استحکام کششی آنها نیز تا 20 درصد مولفه زیست تخریب پذیر بیشتر است.