بررسی تجربی خواص مکانیکی و میکروساختار کامپوزیت تولید شده با الیاف طبیعی باگاس/پلی‌پروپیلن

باگاس نیشکر یکی از فراوان‌ترین انواع الیاف طبیعی است که می‌توان در ساخت کامپوزیت‌ها از آن استفاده نمود. ازآن جا که باگاس یکی از پسماندهای کارخانه‌های نیشکر است، استفاده از آن در منطقه خوزستان به دلیل فراوانی می‌تواند نه تنها صرفه اقتصادی به دنبال داشته باشد بلکه می‌توان به عنوان ماده‌ای سازگار با محیط زیست از آن بهره برد . در این پژوهش خواص مکانیکی و میکروساختار کامپوزیت تولید شده از الیاف باگاس نیشکر و پلیمر پلی پروپیلن به روش قالب‌گیری تزریقی به‌صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. الیاف باگاس مورد استفاده در نمونه‌ها به صورت پودر خشک و در چهار سطح 10 ، 40،30 و 50 درصد وزنی به عنوان فاز تقویت کننده به پلی‌پروپیلن اضافه شدند. جهت بررسی خواص مکانیکی، آزمایش کشش و مقاومت در برابر ضربه بر روی نمونه‌ها با رعایت تکرارپذیری صورت گرفت. نتایج نشان داد که 40 درصد وزنی باگاس بهترین استحکام را در ترکیب با پلی‌پروپیلن به همراه دارد. همچنین، افزودن باگاس بیش از 30 درصد وزنی منجر به کاهش محسوس مقاومت به ضربه و کرنش شکست نمونه‌ها می‌گردد. با مقایسه و بررسی آزمایش میکرو ساختاری از سطح شکست نمونه‌های دارای 40 و 50 درصد وزنی باگاس مشاهده شد که سازوکار خرابی کامپوزیت از شکست به بیرون کشیدگی الیاف تغییر کرده است. این موضوع منجر به افزایش استحکام نمونه دارای 40 در صد وزنی نسبت به 50 درصد وزنی باگاس شده است.

An Experimental Investigation on Tensile and Impact Properties of Bagasse/Polypropylene Natural Composite

Sugarcane bagasse is one of the most abundant types of natural fibers which can be utilized to fabricate natural composite materials. Since bagasse is one of the wastes of Khuzestan province sugarcane factories, recycling might be an opportunity to enjoy its economic and environmental benefits. In the present study, the mechanical and microstructural properties of Bagasse/Polypropylene natural composite fabricated by the injection molding method were investigated. Bagasse fibers after the drying process were mixed up to polypropylene with 10, 30, 40 and 50% weight fraction of bagasse. In order to investigate the mechanical properties, experimental tests consist of tensile test and Charpy impact tests were carried out. The results showed that the maximum material strength was obtained from the sample made of 40% weight fraction of bagasse. The strength of 40% bagasse was found about 10%more than 50% bagasse. The microstructural analysis indicated that the failure mechanism of 40% bagasse was mainly affected by fiber breakage. However, the main failure mechanism of 50% bagasse was changed to fiber pull out. Additionally, impact absorbed energy was significantly decreased by increasing the bagasse weight fraction.