خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت روغن سویای اپوکسی آکریلیکی-کاه گندم

در سال‌های اخیر استفاده از روغن‌های گیاهی به‌عنوان ماده زمینه در کامپوزیت‌های پلیمری تقویت‌شده با الیاف طبیعی، به دلیل ملاحظات فزاینده زیست‌محیطی موردتوجه قرارگرفته‌اند. در تحقیق حاضر از ترکیب روغن سویای اپوکسی آکریلیکی با مالئیک انیدرید و استایرن به‌عنوان ماده زمینه و آرد کاه‌ گندم به‌عنوان پر‌کننده برای ساخت یک کامپوزیت نسبتاً زیست‌تخریب‌پذیر استفاده شد. به‌منظور پیدا کردن زمان بهینه سنتز رزین، در حین واکنش مالئیک انیدرید با روغن سویای اپوکسی آکریلیکی، در سه بازه زمانی 60، 90 و 120 دقیقه پلیمر تهیه و دانسیته اتصالات عرضی پلیمر، با روش واکشیدگی حلال تعیین شد. زمان بهینه سنتز رزین روغن سویای اپوکسی آکریلیکی با مالئیک انیدرید، 90 دقیقه به دست آمد. سپس رزین سویای‌اپوکسی آکریلیکی مالئیک‌دار با 25 درصد وزنی استایرن ترکیب شد و کاه‌گندم 60 مش در سه نسبت وزنی20%، 30% و 40% به رزین اضافه و به‌صورت دستی مخلوط شد. مخلوط رزین و کاه‌گندم در یک قالب فلزی ریخته شد و پرس به‌صورت دستی اعمال شد. سپس قالب در آون در دمای 140 درجه سانتی‌گراد به مدت یک ساعت قرار گرفت. از طیف سنجی زیر قرمز، وزن سنجی حرارتی، آزمون کشش و ضربه برای ارزیابی و تحلیل خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت حاصل استفاده شد. نتایج طیف‌سنجی زیرقرمز، حاکی از برقراری پیوند اتری بین گروه‌های هیدروکسیل کاه گندم با گروه‌های کربونیل رزین بود. نتایج آزمون جذب‌آب نشان داد بین مقادیر جذب‌آب در سه سطح کاه گندم تا زمان غوطه‌وری 144 ساعت اختلاف معنادار وجود نداشت ولی در زمان غوطه‌وری 168 ساعت با افزایش مقدار کاه‌گندم جذب آب افزایش یافت. بین مقادیر واکشیدگی ضخامت کامپوزیت‌های حاوی مقادیر مختلف کاه گندم در زمان‌های غوطه‌وری مختلف اختلاف معناداری وجود نداشت. با افزایش کاه‌گندم مقدار مقاومت و مدول‌کششی به میزان معناداری افزایش یافت. همچنین افزایش کاه‌گندم موجب بهبود مقاومت به ضربه کامپوزیت حاصل گردید.

physical and mechanical properties of acrylated epoxidized soybean oil- wheat straw composite

in recent years, plant oils usage as matrix in natural fiber reinforced polymer composites, has been considered because of increasing environmental concern. in the present research work, acrylated epoxidized soybean oil combined with maleic anhydride and styrene as a matrix and wheat straw flour as filler was used for making a relatively biodegradable composite. in order to find the optimum synthesis time of resin, during reaction of maleic anhydride with acrylated epoxidized soybean oil, three time level of 60, 90 and 120 min, polymer was prepared and cross link density was determined with “solvent swelling” method. the optimum synthesis time of resin was obtained 90 min. afterwards, maleated acrylated epoxidised soybean oil was mixed with 25% of styrene and 60 mesh wheat straw flour in three weight ratio of 20, 30 and 40% manually. the combination of resin and wheat straw flour was poured in a steel mold and pressing was applied manually. the die was placed in an oven at temperature of 140oc for one hour. infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis tensile and impact test was conducted to evaluate and analyze the physical and mechanical properties of the resulted composite. infrared spectroscopy results showed ether bond formation between hydroxyl groups of wheat straw and carbonyl groups of resin. water absorption test results showed no statistical difference between water absorption values of three loading of wheat straw till 144 hours of immersion, however at 168 hours of immersion, water absorption values were increased with increase of wheat straw loading. there was no statistical difference between thickness swelling values of composites with different wheat straw loading. with increasing wheat straw loading, tensile strength and modulus was increased significantly. also the impact strength increased as an increase of wheat straw loading.