تحسين بعض الخصائص الفيزيائية والميكانيكية لعجنات المطاط المقواة باستخدام مخلفات إعادة التدوير

الباحث

زهراء كاظم روضان ناصر

المشرف

سمير حسن هادي النصراوي - نبيل كاظم عبد علي

الجامعة

جامعة بابل

الكلية / القسم

كلية التربية للعلوم الصرفة / الفيزياء

الشهادة

دكتوراه

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Rubber compounds; Recycled wastes; Mechanical properties; Reinforcing fillers

الفكرة الأساسية للبحث تحضير عجنات مطاطية من المطاط الطبيعي والمطاط الصناعي مع إضافة الالياف التالفة الناتجة من عملية تدوير الإطارات ودراسة خصائصها الفيزيائية والميكانيكية لتصنيع احزمة ناقلة. اجري البحث على ثلاث مراحل : المرحلة الأولى ت تحضير وصفة من المطاط الصناعي( SBR1502) مع إضافة نسب وزنية محددة من الالياف التالفة (0,2.5,5,7.5,10 and 12.5) واجراء الفحوصات الفيزيائية والميكانيكية وفق المواصفة ASTM الخاصة بها مثل فحص الخصائص الريولوجيه بواسطة Rheometer ODR2000, الوزن النوعي بواسطة Densitron, الصلادة بواسطة Wallace Tester , قوة الشد والاستطالة بواسطة Tensometer T10, الانضغاطية, مقاومة التمزق وفق المواصفة ,والبلى الاحتكاكي بواسطة Akron Tester, والانثناء بواسطة De Mattia Flexing Tester والتأثر بالمذيبات واختيار افضل وصفة أعطت خصائص ميكانيكية جيدة عند نسبة الإضافة 5%. المرحلة الثانية تحضير وصفة من المطاط الطبيعي SMR20 مع إضافة نفس النسب الوزنية امن الالياف التالفة واجراء نفس الفحوصات المختبرية واختيار أفضل وصفة أعطت أفضل الخصائص وكانت عند النسبة 7.5%. تم عمل تحليل عددي لافضل العينات من المطاط الطبيعي والصناعي لعينة الشد والكلال والتمزق باستخدام برنانمج اباكس المرحلة الثالثة تصنيع حزام ناقل نوع Flat باستخدام نسيج النايلون المتوفر في الشركة العامة للصناعات المطاطية والاطارات في النجف مع طبقة غلاف واحدة قياسية من المطاط الطبيعي لا تحتوي على الياف ناتجة من إعادة التدوير ومقارنتها بنماذج من الحزام باستخدام وصفة مطاط طبيعي تحتوي على الياف تالفة بنسبة 7.5% ووصفة المطاط الصناعي تحتوي على نسبة الياف ناتجة من إعادة التدوير بمقدار 5% والتي تم اختيارها لأنها افضل عجنه أعطت خصائص فيزيائية وميكانيكية جيدة , تم فحص قوة الشد للحزام أظهرت النتائج تحقيق القيمة المطلوبة للشد في الحزام مقارنة بالعجنة القياسية مع وجود تحسن ملحوظ وان كان طفيفا في مقاومة الشد للحزام. اضافة الالياف حسنت من كلال الانثناء والتمزق حيث كان مقدار التحسن في الكلال بنسبة 11% والتمزق بمقدار 5% مقارنة بالقياسية هذا فيما يخص عجنه المطاط الصناعي اما عجنه المطاط الطبيعي فكان التحسن بالكلال بنسبة 20% والتمزق بمقدار 43%. التحسن في خاصيتي الكلال ومقاومة التمزق له دور كبير وفاعل في عمل الاحزمة كون هاتين الخاصيتين لهن دور كبير بإطالة عمر الحزام بسبب تقليل حصول التشققات والتمزق في سطح الحزام وبالتالي طول فترة الاستخدام والعمل. خلصت هذه الدراسة الى امكانية استخدام العجنات المطاطية المضاف اليها الالياف كطبقات غطائية للأحزمة الناقلة المستخدمة في المنشآت بهدف تلافي العيوب الحاصل فيها نتيجة خاصية الكلال (flexing) والتمزق (tear) لكون هذه الوصفات حققت تحسنا في تلك الخواص بالإضافة الى التحسن الحاصل في خاصية الشد وان كان طفيفا.

Solid waste poses a great threat to the environment and human health, as it takes several decades to decompose in the soil, such as various car tires. Therefore, it has become necessary to pay attention to scientific methods for getting rid of these wastes, improving processes and methods of recycling them, and benefiting from the products of those processes. The basic idea of ​​the research is to prepare rubber recipe from natural rubber and synthetic rubber with the addition of damaged fibers resulting from the tire recycling process and study their physical and mechanical properties for manufacturing conveyor belts. The research was conducted in three stages: The first stage is to prepare a recipe from synthetic rubber (SBR1502) with the addition of specific weight percentages of damaged fibers (0, 2.5, 5, 7.5, 10 and 12.5) and conduct physical and mechanical tests according to its ASTM specifications such as examining the rheological properties using Rheometer ODR2000, specific gravity using Densitron, hardness using Wallace Tester, tensile strength and elongation using Tensometer T10, compressibility, tear resistance according to the specification, frictional wear using Akron Tester, and flexural using De Mattia Flexing Tester and the effect of solvents and choosing the best recipe that gave good mechanical properties at an addition ratio of 5%. The second stage was preparing a recipe of natural rubber SMR20 with the addition of the same weight percentages of damaged fibers and conducting the same laboratory tests and choosing the best recipe that gave the best properties and it was at a percentage of 7.5%. A numerical analysis was done for the best samples of natural and synthetic rubber for the tensile, fatigue and tear sample using the abaqus program. The third stage was manufacturing a Flat type conveyor belt using nylon fabric available at the General Company for Rubber and Tire Industries in Najaf with a standard single layer of natural rubber covering that does not contain fibers resulting from recycling and comparing it with belt models using a natural rubber recipe containing 7.5% damaged fibers and a synthetic rubber recipe containing 5% fibers resulting from recycling, which was chosen because it is the best dough that gave good physical and mechanical properties. The tensile strength of the belt was examined. The results showed that the required value for tension in the belt was achieved compared to the standard dough with a noticeable improvement, albeit slight, in the tensile resistance of the belt. The addition of fibers improved the flexural fatigue and tearing, as the improvement in fatigue was 11% and tearing was 5% compared to the standard, this is with regard to the synthetic rubber dough, while the improvement in fatigue was 20% and tearing was 43% with the natural rubber recipe. The improvement in the fatigue and tear resistance properties has a major and effective role in the work of belts, as these two properties play a major role in extending the life of the belt due to reducing the occurrence of cracks and tears in the surface of the belt and thus extending the period of use and work. This study concluded the possibility of using rubber doughs to which fibers were added as covering layers for conveyor belts used in facilities in order to avoid the defects resulting from the fatigue property (flexing) and tearing (tear), as these recipes achieved an improvement in these properties in addition to the improvement in the tensile property, albeit slight.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب