مهندسی ساخت و تولید ایران

مهندسی ساخت و تولید ایران

بررسی ویژگی های چندسازه ساخته شده از خمیر کاغذ OCC، پلی استایرن بازیافتی و نانو کلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 مهندسی چوب و کاغذ، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران
2 گروه علوم مهندسی، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران
10.22034/ijme.2026.585053.2189
چکیده
افزایش مصرف پلیمرهای ضایعاتی و محدودیت منابع چوب، توسعه چندسازه‌های چوب–پلاستیک بر پایه مواد بازیافتی را به یکی از موضوعات مهم پژوهشی تبدیل کرده است. هدف از این پژوهش بررسی تأثیر نانو رس بر خواص مکانیکی و حرارتی چندسازه‌های ساخته‌شده از خمیر کاغذ OCC و پلی‌استایرن بازیافتی بود. نانوچندسازه‌ها با استفاده از اکسترودر دومارپیچ و قالب‌گیری تزریقی تهیه شدند و خواص مکانیکی شامل مقاومت کششی، مدول کششی، استحکام خمشی، مدول خمشی و مقاومت به ضربه مطابق استانداردهای ASTM ارزیابی گردید. همچنین رفتار حرارتی نمونه‌ها با استفاده از آنالیز گرماسنجی حرارتی بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش مقدار نانو رس از صفر به 9 درصد وزنی، مقاومت کششی، مدول کششی، استحکام خمشی، مدول خمشی و مقاومت به ضربه به‌ترتیب حدود 18، 5/14، 13، 18 و 14 درصد کاهش یافت. در مقابل، افزودن نانو رس موجب بهبود پایداری حرارتی شد؛ به‌طوری‌که دمای شروع تخریب حرارتی از 228 به 232 درجه سانتی‌گراد افزایش یافت و مقدار وزن باقی‌مانده در 700 درجه سانتی‌گراد از 66/11 به 68/18 درصد رسید. نتایج نشان داد که اگرچه نانو رس موجب افزایش پایداری حرارتی نانوچندسازه‌ها می‌شود، اما در شرایط فرمولاسیون و فرآوری این پژوهش نتوانست موجب بهبود خواص مکانیکی شود. بنابراین، بهینه‌سازی مقدار نانو رس، میزان ماده سازگارکننده و شرایط فرآوری برای دستیابی هم‌زمان به خواص مکانیکی و حرارتی مطلوب در این نوع نانوچندسازه‌ها ضروری است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Characterization of Composites Fabricated from Old Corrugated Container Pulp, Recycled Polystyrene, and Nanoclay

نویسندگان English

Jafar Ebrahimpour Kasmani 1
Ahmad Samariha 2
1 Department of Wood and Paper, Sava.C., Islamic Azad University, Savadkooh, Iran.
2 Department of Engineering Sciences, Technical and Vocational University (TVU), Tehran, Iran
چکیده English

The increasing consumption of plastic waste and the depletion of wood resources have made the development of wood–plastic composites based on recycled materials an important area of research. The aim of this study was to investigate the effect of nanoclay on the mechanical and thermal properties of composites fabricated from old corrugated container (OCC) pulp and recycled polystyrene (rPS). The nanocomposites were prepared using a twin-screw extruder followed by injection molding. Their mechanical properties, including tensile strength, tensile modulus, flexural strength, flexural modulus, and impact strength, were evaluated according to ASTM standards. Thermal behavior was assessed using thermogravimetric analysis (TGA). The results showed that increasing the nanoclay content from 0 to 9 wt% reduced the tensile strength, tensile modulus, flexural strength, flexural modulus, and impact strength by approximately 18%, 14.5%, 13%, 18%, and 14%, respectively. In contrast, the incorporation of nanoclay improved the thermal stability of the nanocomposites, as evidenced by an increase in the onset degradation temperature from 228 to 232 °C and an increase in the residual weight at 700 °C from 11.66% to 18.68%. These findings indicate that although nanoclay enhanced the thermal stability of the nanocomposites, it did not improve their mechanical properties under the formulation and processing conditions employed in this study. Therefore, optimization of the nanoclay content, coupling agent concentration, and processing conditions is essential to achieve a balanced improvement in both the mechanical and thermal properties of this type of nanocomposite.

کلیدواژه‌ها English

Nanoclay
Flexural strength
Tensile modulus
Thermogravimetric analysis (TGA)

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 24 شهریور 1405