مطالعه آزمایشگاهی خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت های زیست تجزیه پذیر تقویت شده الیافی

در این پژوهش خواص فیزیکی و زیست تجزیه‌پذیری کامپوزیت‌های سبز، حاصل از پارچۀ پنبه‌ای و رزین‌های زیست تجزیه‌پذیر (ترکیب نشاسته، پلی‌وینیل الکل (pva) و کربوکسی متیل سلولز (cmc))، از روش ریخته‌گری محلول مطالعه شده است. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهند که بهترین استحکام کششی (معادل ± 2.1 mpa 27.8 mpa) و همچنین بیشترین مقدار مدول یانگ (gpa ± 0.8 gpa 8.3)، در کامپوزیت ساخته‌شده از نسبت 60% حجمی پارچۀ پنبه‌ای و رزین نشاسته (5% وزنی)، پلی‌وینیل الکل (7% وزنی) و کربوکسی متیل سلولز (1.5%وزنی) مشاهده می‌شود، که با کامپوزیت‌های متداول قابل مقایسه است. این خاصیت به‌تنهایی از پارچۀ پنبه‌ای و فیلم تهیه‌شده از رزین زیست تجزیه‌پذیر بیشتر است. بررسی مورفولوژیکی توسط عکس‌های میکروسکپ الکترونی، بیانگر تقویت کامپوزیت توسط الیاف پنبه هستند. این امر به فعلوانفعال قوی میان پارچۀ پنبهای و رزین قابل تجزیۀ بیولوژیکی مرتبط میشود. با افزایش درصد کربوکسی متیل سلولز، مقاومت کامپوزیت‌ها در برابر نفوذ رطوبت بهبود می‌یابد. تست زیست تجزیه‌پذیری نشان می‌دهد که افزودن کربوکسی متیل سلولز، سبب کاهش زیست تجزیه‌پذیری کامپوزیت‌ها و افزودن نشاسته و پلی‌وینیل الکل، باعث افزایش آن می‌شود. این کامپوزیت‌ها می‌توانند کاندید مناسبی برای کامپوزیت‌های زیست تجزیه‌پذیر پلیمری با کارایی بالا باشند.

Experimental study on mechanical and physical properties of biodegradable fiber reinforced composites

In this paper physical and biodegradable properties of green composite made of cotton fabric and biodegradable resins (starch, poly vinyl alcohol (PVA) & carboxy methyl cellulose (CMC)) prepared by a solution casting method have been studied. The obtained results show that the best tensile strength (equivalent to 27.8 MPa ± 2.1 MPa) as well as the highest amount of Young modulus (8.3 GPa ± 0.8 GPa), is observed in the composites made of cotton fabric content (60 vol.%), 5 wt% starch, 7 wt% PVA & 1.5 wt% CMC by weight), which is comparable to conventional composites. This property is more than just cotton fabric and the film made from biodegradable resin. Morphological examination by scanning electron microscopy shows that the composite is reinforced by cotton fibers. This is due to the strong interaction between the cotton fabric and biodegradable resin. By increasing the percentage of CMC, the resistance of composites to moisture penetration is improved. The biodegradability test shows that the addition of CMC reduces the biodegradability of the composites and the addition of starch and polyvinyl alcohol increases it. These composites can be a good candidate for high performance biodegradable polymer composites.