فحص المتراكبات الهجينة المقواة بالمواد الطبيعية للتطبيقات الصناعية

الباحث

تمار فالح محي

المشرف

وفاء مهدي صالح - نصير عبد الحسين ناصر

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة المواد / هندسة المواد

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Hybrid composites;Natural fibers;Industrial applications;Mechanical properties

اكتسبت المواد المتراكبة الطبيعية شعبية في الصناعة في السنوات القليلة الماضية بسبب ١ ' التقليدية. ol gall خصائصها الجيدة التي تميزها عن 0 'ٍ حيث تم ، Ay gall في هذه الدراسة ، تم تصنيع المواد المركبة الهجينة باستخدام تقنية القولبة : استخدام الايبوكسي كمادة اساس ونوعين من التقوية هما الألياف الزجاجية وجزيئات المواد الطبيعية > 2 ومسحوق حبوب القهوة(05). تمت دراسة الخواص الميكانيكية (TS) (مسحوق بذور التمر الهندي 7م Fourier Transform والفيزيائية لهذه المواد المركبة أيضّاء تم فحص هذه المواد باستخدام \ 7 امتصاص الرطوبة العالية للمادة الطبيعية ، تمت معالجتها Gus: FE-SEM و ،Infrared FTIR ( 1 ، لتقليل امتصاص الماء ، وتنظيف السطح من الشوائب ، وزيادة الخشونة (NaOH) كيميائيًا ب ٠١ NY um) وبالتالي زيادة الالتصاق مع المادة الاساس. بعد المعالجة الكيميائية تم قياس الحجم الحبيبي وكان y ff على التوالي. C.S و T.S لكل من (20.49 um) 5 (29.35 ( تم تصنيع المادة المركبة الهجينة عن طريق إضافة نسب وزنية مختلفة من دقائق (بذور التمر الهندي م SY 0 إلى المادة الاساس (الايبوكسي) مع الألياف الزجاجية )5, 10, 15, 20, 25 wt%) وحبوب القهوة) (; المنسوجة كمادة تقوية. أظهرت النتائج أن الخواص الميكانيكية تحسنت بزيادة نسب الوزن المضافة ل 0 1 نر 15 و 05 بالمقارنة مع الايبوكسي النقي و (الايبوكسي + الألياف الزجاجية) ونسبة )20%( للجزيئين 1 أفضل النتتائج. حيث كانت قو ةالشد القصوى Che الطبيعيين ( ١ وكانت قوة ،(0.83 GPa ،0.79 GPa) وكان معامل يونج ،(47.2 MPa ،45.97MPa) لم ‘ ،(0.35 GPa+ 0.31 GPa) معامل الانحناء gLS5، (61.8 MPa 58.33 MPa) الانحناء ( ،S ، 78.4 shore-D) والصلادة ،(1.85 MPa ،1.75 MPa) الحد الأقصى لإجهاد القص # 1 على التوالي. زادت قوة التأثير ومتانة الكسر حتى وصلت CS و TS لكل من )79.4 shore-D (; 2 613 KJ / و( “مد (2.4 MPa.m' ،17 KJ/ m* ( و 05 وكانت TS الإضافة )25%3( من ،© ) الاستطالة عند الكسر مع زيادة الكسور CaaS) على التوالي . من ناحية أخرى (2.07 MPam!? | y CS و TS في حالة الفحوصات الفيزيائية ، بزيادة النسب الوزنية ل CS و TS الوزنية لكل من OG 'ٍ زادت الكثافة والتوصيل الحراري والعزل الصوتي ، من ناحية أخرى ؛ انخفضت كل من المسامية ٠5 1 ظ وامتصاص الماء. , 1 ' . . 1 للمواد المركبة الهجينة أيضًا وجود قمم جديدة أو ازاحة عند مقارنتها مع FTIR لم يكشف طيف ( الاببوكسي النقي و (الايبوكسي + الألياف الزجاجية) ، وهذا يشير إلى عدم حدوث تفاعل كيميائي. ( (1 ؛ من الواضح أن نمط الكسر أصبح مطَيلَياً بعد إضافة دقائق طبيعية معالجة FE-SEM من نتائج 0 pi الطبيعية (المعالجة) إلى زيادة خشونة السطح والالتصاق ol pall ل كيميائيًا. علاوة على ذلك ، أدت هذه السطحي لمواد المركبة الهجينة ، بالإضافة إلى التوزيع المتجانس للدقائق داخل المادة الاساس.

Natural materials composites have been gaining popularity in the industry in the last few years because of their good properties, which distinguish them from traditional materials. In this study, hybrid composite materials were manufactured using the hand lay-up technique, where epoxy was used as a matrix material and two types of reinforcement were glass fibers and particles of natural material (tamarind seed particles (TS)( and coffee bean particles (CS)). The mechanical and physical properties of these composite materials were studied. Also, these materials were characterized by using Fourier Transform Infrared FTIR, and Field Emission scanning electron microscopy FE-SEM. Because of the natural material's high moisture sorption, it was chemically treated with (NaOH) to reduce water absorption, clean the surface of impurities, increase the roughness, and thus increase the adhesion with the matrix. After the chemical treatment, particle size was measured and it was (29.35μm) and (20.49μm) for T.S and C.S respectively. The hybrid composite material was manufactured by adding different weight percentages of (tamarind seed and coffee bean) particles (5, 10, 15, 20, and 25 wt%) to the epoxy matrix with woven glass fibers as a reinforcing material. The results showed that the mechanical properties improved by increasing the added weight percentages of TS and CS, when compared with pure epoxy and (epoxy +glass fiber), and the percentage (20 wt%) of both natural particles, gave the best results, at which the ultimate tensile strength was (45.97 MPa,47.2 MPa), Young's modulus was (0.79 GPa,0.83 GPa), flexural strength was (58.33 MPa, 61.8 MPa), the flexural modulus was ( 0.31 GPa, 0.35 GPa), maximum shear stress was (1.75 MPa, 1.85 MPa), and hardness was (78.4 shore-D, 79.4 shore-D) for TS and CS respectively. The impact strength and fracture toughness increased until the addition reached (25 wt%) of TS and CS and was (17 KJ/m2, 2.4 MPa.m1/2) and (13 KJ/m2, 2.07 MPa.m1/2) respectively. On the other hand, the elongation at break decreased with increasing weight fractions of both TS and CS. In the case of physical tests, when weight fractions of TS and CS increased, the density, thermal conductivity, and acoustic insulation increased, on the other hand, the porosity and water absorption decreased. The FTIR spectrum for the composites also didn't reveal the existence of a new peak or peak shifting when compared with pure epoxy and (epoxy +glass fiber), this states no chemical reaction has taken place. From FE-SEM results, it is clear that fracture pattern became ductile after adding chemically treated natural particles. Furthermore, these treated naturals led to increased surface roughness and interfacial adhesion of hybrid composites, in addition to homogenous dispersion of particles within the matrix. Experimental results state that coffee bean particles gave higher values than tamarind seed particles, and both types of natural particles can be used as a filler in composite materials for industrial applications such as (partitions, Building packaging, and the frames of windows and doors).

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