بررسی مقاومت به آتشگیری و خواص مکانیکی کامپوزیت پلی استر/ شیشه در حضور نانوکلی، هیدروکسید منیزیم، هیدروکسید آلومینیوم، اکسید روی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، گروه مهندسی مکانیک، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

3 استادیار، مهندسی مکانیک و هوافضا، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران

4 دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه آزاد واحد علومو تحقیقات

چکیده

اامروزه کامپوزیت‌های زمینه پلیمری به عنوان سازه‌های کامپوزیتی در صنایع نفتی، به دلیل سبکی و نسبت استحکام به وزن بالا، جایگزین فلز شده‌اند. معمولا رزین مورد استفاده در ساخت این سازه‌های کامپوزیتی، رزین پلی استر می‌باشد و دلیل استفاده از این رزین علاوه بر خواص فیزیکی و شیمیایی خوب، قیمت پایین آن نسبت به دیگر رزین‌ها می‌باشد اما یکی از معایب خطر آفرین کامپوزیت های پلی استر، بحث آتشگیری آن و ایجاد خطر در صنایع پتروشیمی و پالایشگاه می‌باشد. لذا در این تحقیق، برای رفع این مشکل، از چهار ماده پرکننده ضدآتش شامل نانوکلی با درصد وزنی‌های 1، 2 و 3 درصد، هیدروکسید آلومینیوم با درصد وزنی‌های 2، 5، 7، 10 درصد، هیدروکسید منیزیم با درصد وزنی‌های 2، 5، 10، 15 درصد و اکسید روی با درصد وزنی‌های 1، 3، 5، 7 درصد استفاده شده است. در این تحقیق، مقاومت به آتشگیری کامپوزیت با استفاده از آزمون اشتعال پذیری(نرخ سوختن) و خواص مکانیکی کامپوزیت با استفاده از آزمون های کشش، سختی و ضربه، بررسی می‌شود که در نهایت با مقایسه و بررسی نتایج مشخص شد که با 2% وزنی نانوکلی، استحکام کششی، 58.33 درصد بهبود و سختی کامپوزیت پلی استر/ شیشه، 59.11 درصد بهبود پیدا خواهد کرد. همچنین با افزودن 2% وزنی هیدروکسید منیزیم، مقاومت به ضربه 125درصد بهبود می‌یابد و همچنین با افزودن 5% وزنی هیدروکسید آلومینیوم، سرعت سوختن کامپوزیت پلی استر/ شیشه 59.12 درصد کاهش می‌یابد. علت کاهش سرعت سوختن در نمونه حاوی هیدروکسید آلومینیوم به دلیل واکنش گرماگیر و آزاد شدن مولکول های آب می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of fire resistance and mechanical properties of Glass Fiber Reinforced Polyester composites in the presence of nanoclay, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, zinc oxide

نویسندگان [English]

  • amir asheghhosseini 1
  • payam saraeian 2
  • shahram etemadihaghighi 3
  • Adel maghsoudpour 4
1 Department of Mechanical Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
3 Department of Mechanical Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 Department of Mechanical Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Nowadays Polymer Matrix Composites are replaced by metal as composite structures in petroleum industry due to their lightness and high strength ratio. Usually, the resin used to make these composite structures is a polyester resin and because of the use of this resin, in addition to its good physical and chemical properties, its price is lower than other resins. but one of the disadvantages of polyester composites is to expose it and to create a hazard in the petrochemical and refinery industries. Therefore, in order to solve this problem, four anti-inflammatory filler materials, including nanoclay with a weight percentage of 1,2,3%, aluminum hydroxide with a weight of 2,5,7,10%, magnesium hydroxide with a weight percentage of 2, 5,10,15% and zinc oxide with a weight percentage of 1,3,5,7%. In this research, the resistance to fire extinguishing by combustibility test (burning rate) and mechanical properties of composite by using tensile, hardness and impact tests is investigated. Finally, by comparing and checking the results, it was found that with 2% nanoclay weight, the maximum tensile strength, 58.33% improvement and with 39.11% hardness of glass / polyester composite would be improved. Also, by adding 2 wt% magnesium hydroxide, the impact strength is improved by 125%, and by adding 5% by weight of aluminum hydroxide, the burning rate of glass / polyester composite is reduced by 59.12%. It is the cause of the burning down rate in the sample containing aluminum hydroxide due to the reaction of hot forming and the release of water molecules.

کلیدواژه‌ها [English]

  • expose
  • glass / polyester composite
  • combustibility
  • Filler
  • burning rate