لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

امروزه کارخانجات تولیدکننده کاغذ، به ویژه کارخانجاتی که بنا به مسایل زیست محیطی و کمبود منابع جنگلی از کاغذهای باطله استفاده می کنند، نیازمند هستند تا نوع الیاف موجود در منابع اولیه را شناسایی نمایند، تا در خصوص بهبود کیفیت کاغذهای تولید شده در فرایند بازیافت، مدیریت بهتری را اعمال نمایند. به همین منظور از 6 کارخانه مهم کاغذ سازی در ایران (7 نوع کاغذ مختلف) که ماده اولیه آنها کاغذ باطله می باشد، نمونه برداری شد، تا امکان شناسایی الیاف مورد بررسی قرار گیرد. از کاغذهای تولیدی مطابق با استاندارد ISO 9184-1 (ISO 1990)، نمونه های لام آزمایشگاهی تهیه شد و از ویژگی های مورفولوژیک و آناتومیک مندرج در اطلس های معتبر آناتومی در جهت شناسایی الیاف غیر بومی کمک گرفته شد و در نهایت فراوانی هر یک از گونه های شناسایی شده نیز یادداشت گردید. نتایج نشان داد که شناسایی الیاف کاغذهای بازیافتی کاملا امکان پذیر می باشد. در میان کاغذهای تولید شده در کارخانجات ایران، از سوزنی برگان کاج ها (Pinus spp.)، پیسه آ(Picea spp.)  و لاریکس (Larix spp.)، از پهن برگان گونه های صنوبر (Populus spp.)، راش (Fagus orientalis)، غان (Betula spp.)، توسکا (Alnus spp.) و ممرز (Carpinus betulus) و از غیر چوبی ها گندم، ذرت، پنبه، برنج از فراوان ترین گونه های شناسایی شده بودند. تعداد دفعات بازیافت و همچنین مراحلی نظیر پالایش و کوبیدن در فرآیند تولید کاغذ باعث تخریب الیاف شده و شناسایی الیاف کاغذ را به ویژه برای گونه هایی که الیاف آنها متشابه می باشد به سختی همراه می سازد.

استفاده از الیاف و نانو جهت بهبود عملکرد بتن در صنعت ساخت، معمول و مرسوم است. در این مقاله الیاف شیشه و فولاد، انتخاب و عملکرد آن دو در ترکیب با نانورس مونتموریلونیت بررسی شده است. هدف این مقاله استفاده از الیاف شیشه ای به جای الیاف فولادی با عملکرد مقاومتی یکسان است. الیاف شیشه ارزان تر و مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارد. به همین منظور نسبت وزنی نانورس به سیمان از 0 تا 2. 7 درصد و نسبت وزنی الیاف به سیمان از 0 تا 4. 5 درصد تغییر داده شد. آزمایش مقاومت فشاری در سنین 7، 28و90، و آزمایش مقاومت کششی و جذب آب در سن 28 روز انجام شد. نانورس مونتموریلونیت مقاومت فشاری بتن الیافی فولادی را 8 درصد و مقاومت خمشی را 15 درصد افزایش داده است. تاثیر نانورس بر ویژگی های مکانیکی بتن شامل الیاف شیشه از بتن شامل الیاف فولادی بیشتر است. نانورس مقاومت فشاری بتن الیافی شیشه ای را 40 درصد و مقاومت خمشی را 19 درصد افزایش داده است. مقایسه تاثیر نانورس مونتموریلونیت بر رفتار بتن الیافی شیشه ای و بتن الیافی فولادی نشان می دهد که نانورس نه تنها مقاومت بتن را بهبود می بخشد بلکه روند کاهشی مقاومت با افزایش الیاف شیشه را به روند افزایشی تغییر می دهد. آزمایشات مقاومت فشاری و خمشی نشان دادند که مقدار بهینه الیاف فولاد و شیشه برابر با 3درصد می باشد. مقدار بهینه نانورس به نوع الیاف و آزمایش انجام شده وابسته است.

در این مطالعه تاثیرات دماهای مختلف محیطی و لایه چینی الیاف بر رفتار خمشی کامپوزیت های هیبریدی متشکل از رزین اپوکسی، الیاف بازالت و الیاف نازک تک جهته کربن مورد بررسی قرار گرفت. کامپوزیت های هیبریدی با استفاده از روش لایه گذاری دستی 2 لایه الیاف نازک تک جهته کربن و 6 لایه الیاف بازالت ساخته شدند. نمونه ها با سه نوع مختلف لایه چینی به طوری که موقعیت الیاف نازک تک جهته کربن از مرکز به سطوح نمونه ها تغییر می کرد، آماده شدند. همچنین، تاثیر دما بر رفتار خمشی نمونه ها با استفاده از دماهای 25، 60 و 95 درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفت. تمامی نمونه ها دارای شکست تدریجی بودند و به دلیل حضور الیاف نازک تک جهته کربن، رفتار شبه انعطاف پذیر نشان دادند. نتایج نشان دادند که با قرار دادن الیاف نازک تک جهته کربن در بیرونی ترین لایه ها، استحکام و مدول خمشی نمونه ها به شدت افزایش یافت. به عنوان نمونه، در دمای 25 درجه سانتی گراد، مدول خمشی نمونه هایی که الیاف نازک تک جهته کربن در بیرونی ترین لایه هایش قرار داشتند، حدود 42 درصد بالاتر از مدول خمشی نمونه های با الیاف نازک تک جهته کربن در مرکز بود. با این وجود، مقادیر کرنش شکست نمونه ها با نزدیک کردن الیاف نازک تک جهته کربن به مرکز نمونه ها افزایش داشت. همچنین، نتایج نشان داد که افزایش دما منجر به کاهش مقادیر استحکام و مدول خمشی نمونه ها شده، در حالی که مقادیر کرنش افزایش یافته است.

در این پژوهش، خواص فشاری چند لایه های الیاف-فلز شامل ورق آلومینیوم 3T-2024 به همراه کامپوزیت زمینه اپوکسی تقویت شده با هیبرید الیاف جوت و الیاف شیشه بررسی شد. به منظور بهبود چسبندگی ورق های آلومینیوم با الیاف، این ورق ها توسط روش حکاکی شیمیایی اصلاح سطح شدند. همچنین به منظور بهبود خواص مکانیکی و رفتار چسبندگی الیاف جوت، اصلاح سطحی به روش بازی انجام و توسط طیف سنجی مادون قرمز تایید شد. نمونه ها براساس هشت حالت چینش متفاوت الیاف جوت-شیشه به صورت لایه گذاری دستی ساخته شدند. آزمون فشار لبه ای روی نمونه ها انجام شده و حداکثر بار اعمالی، حداکثر استحکام فشاری، انرژی جذب شده هنگام شکست و انرژی جذب شده ویژه محاسبه شدند. سه حالت شکست شامل تورق و جدایش یکی از رویه ها از الیاف، تخریب ستونی همراه با تورق رویه ها در جهات مخالف و حالت کمانش اویلری در نمونه ها مشاهده شد. با مقایسه حالات شکست و نتایج آزمون فشار لبه ای، پی برده شد که حالت شکست کمانش اویلری مطلوب ترین حالت شکست می باشد. همچنین بررسی نمودارهای نیرو-جابه جایی و حالات شکست نمونه ها نشان داد که نمونه هیبریدی با ترتیب چینش الیاف شیشه-جوت-شیشه-جوت-شیشه بیشترین استحکام فشاری (MPa 1/102) و انرژی جذب شده ویژه (kJ/kg 6/1123) را دارا بوده و شکست آن (حالت کمانش اویلری) به صورت چند مرحله ای و کنترل شده می باشد.

در این پژوهش، تأثیر اعمال سیکل های حرارتی بر رفتار ضربه چندلایه الیاف - فلز ساخته شده از آلومینیم و کامپوزیت اپوکسی - الیاف کربن بررسی شد. بدین منظور، در ابتدا چندلا یه های الیاف فلز با چیدمان های متفاوت الیاف کربن (˚0/˚0/˚0/˚0، ˚90/˚90/˚90/˚90، ˚30+/˚30-/˚30-/˚30+ و ˚0/˚90/˚90/˚0) ساخته شدند و تحت سیکل های حرارتی، 0، 1، 10، 30، 50، 70 و 90 قرار گرفتند. برای انجام هر سیکل حرارتی، نمونه ها ابتدا داخل آون به مدت 15 دقیقه قرار داده شدند تا دمای آن ها از دمای محیط به دمای 100 درجه سلسیوس برسد. سپس، نمونه ها به مدت 5 دقیقه در این دما نگهداری شدند و پس از آن از آون خارج و در دمای محیط به مدت 15 دقیقه رها شدند تا دمای آن ها به دمای محیط برسد. سپس، رفتار ضربه این نمونه ها به کمک آزمون ضربه چارپی بررسی شد و سازوکار های مرتبط توسط روش های ماکروساختاری و میکروساختاری  شناسایی شدند. نتایج به دست آمده نشان داد که اعمال سیکل های حرارتی بر چیدمان های تک جهته (˚0/˚0/˚0/˚0 و ˚90/˚90/˚90/˚90) در ابتدا باعث بهبود قابلیت جذب انرژی در این سازه ها می شود که به ترتیب بیشترین بهبود در این چیدمان ها 4/21 و 4/19 درصد هستند. همچنین، نتایج نشان داد که سازوکار های بهبود و کاهش قابلیت جذب انرژی، با تغییر چیدمان ها، به سیکل های حرارتی بالاتر منتقل شدند. بررسی میکروساختاری نشان داد که رفتار شکست با اعمال سیکل حرارتی تغییر کرده و چسبندگی بین الیاف کربن و زمینه اپوکسی از بین رفته است.

کامپوزیت های زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف، تحت بارهای دینامیکی مختلف نرخ های کرنش متفاوتی را تجربه خواهند کرد. از آنجا که رفتار مکانیکی این کامپوزیت ها، با تغییر نرخ کرنش تغییر می کند، پاسخ گذاری بسیاری از سازه های کامپوزیتی وابسته به نرخ کرنش خواهد بود. در تحقیق حاضر به دوره جامعی از مطالعات انجام شده بر روی الیاف شیشه و کامپوزیت های تقویت شده با این الیاف، به عنوان کاربردی ترین کامپوزیت زمینه پلیمری، تحت بارگذاری دینامیکی پرداخته شده است. از این رو در ابتدا مطالعات مختلف که در آنها خصوصیات مکانیکی الیاف طویل شیشه در نرخ های کرنش مختلف ارایه شده، به طور مبسوط بررسی شده است. در ادامه مطالعات تجربی که در آنها اثرات نرخ کرنش بر انواع کامپوزت-های زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه ارایه شده، دسته بندی و ارایه گردیده است. همچنین رفتار پلیمرهای گرماسخت تحت نرخ های کرنش مختلف نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت مدل های مختلف تحلیلی و عددی مکرومکانیکی و مایکرومکانیکی ارایه شده برای این نوع کامپوزیت ها بطور جامع مرور شدند.