خواص کششی و خمشی کامپوزیت های اپوکسی – الیاف خرما

در این پژوهش الیاف تنه درخت خرما به‌عنوان تقویت‌کننده در کامپوزیت با ماتریس اپوکسی به کار گرفته شد. نمونه‌های کامپوزیتی با استفاده از الیاف برش داده شده به طول‌های 1، 2 و 3 سانتی‌متر و با سه سطح از درصد حجمی الیاف با استفاده از روش قالب‌گیری دستی تولید شدند و تحت آزمون‌های کشش و خمش سه‌نقطه‌ای قرار گرفتند. نتایج نشان داد طول الیاف در محدوده متغیرهای پژوهش اثر معناداری بر خواص کششی و خمشی نداشته است. به‌طورکلی افزودن الیاف خرما سبب بهبود مقاومت کششی کامپوزیت نسبت به ماتریس خالص نگردید که علت این مساله می‌تواند چسبندگی ضعیف الیاف و ماتریس و وجود عیوب ساختاری در نمونه‌ها باشد. مدول کششی محاسباتی با استفاده از مدل تسای-پاگانو انطباق نسبتاً خوبی با مقادیر تجربی نشان داد. نتایج آزمون خمش بیان می‌کند که افزودن 7/5 درصد حجمی الیاف خرما سبب بهبود مقاومت خمشی کامپوزیت می‌گردد اما در درصد حجمی بالاتر (10/7 درصد) این خاصیت افت می‌نماید که علت آن افزایش بیش‌ازحد الیاف و درنتیجه نفوذ کمتر رزین در بین آن‌ها و اتصال و یکپارچگی کمتر کامپوزیت است. همچنین با افزودن الیاف خرما به اپوکسی مدول خمشی کامپوزیت افزایش یافت. این افزایش در نمونه‌های حاوی 7/5 و 10/7درصد حجمی الیاف مشاهده شد که بیشترین مقدار آن به میزانgpa 3/7 در نمونه 7/5 درصد حجمی (% 105 افزایش) به دست آمد.

Tensile and flexural properties of epoxydate palm fiber composites

In this research trunk fibers of date palm tree were utilized as the reinforcement for epoxy matrix composites. Composite samples were produced using the fibers with the cut length of 1, 2 and 3 cm and with three levels of fiber volume percentage (FVP) by the hand molding method and were subjected to tensile and threepoint bending tests. The results showed that fiber length, in the range of the research parameters, didn’t have a significant effect on the tensile and flexural properties. In general, adding date palm fibers (DPFs) didn’t improve tensile strength compared with the pure matrix, which may be due to week bonds between fibers and matrix and existence of structural defects in the samples. A fairly good agreement was observed between theoretical tensile moduli calculated using TsaiPagano model and experimental values. The results of bending test showed that adding 7.5 volume percent of DPFs leads to the improvement in flexural strength of the composites, however, in the higher FVP (10.7) it decreases which is due to the increase in fibers volume and thus less penetration of resin into them and deterioration of structural integrity of the samples. Moreover, by adding DPFs to epoxy the tensile modulus of the composite increased. This increase was observed in samples containing 7.5 and 10.7 FVP with a maximum value of 3.7 GPa in 7.5 FVP (105% enhancement).