منصة الرسائل والاطاريح: الأداء الميكانيكي، الموصلية الحرارية والعزل الصوتي لهجائن الانسجة البينية والمتداخلة لمركبات زجاج–جوت / ايبوكسي

الخلاصة

في الوقت الحاضر، تم استخدام الألياف النباتية على نطاق واسع كبديل للألياف المصنعة نظرًا لقدرتها على التحلل البيولوجي، وفرتها، كونها صديقة للبيئة وتكلفتها منخفضة نسبيا مقارنةً بالألياف المصنعة التي تكون اعلى تكلفة ولها آثار سلبية على البيئة. ومع ذلك، فإن الخواص الميكانيكية للألياف الطبيعية تكون اضعف بالعموم اذ ما قورنت بتلك الخاصة بالألياف المصنعة. استخدم تهجين الالياف لتحقيق التوازن بين مزايا وعيوب الألياف الطبيعية والمصنعة. في هذا العمل ، تم تهجين انسجة الياف الجوت (J) و الزجاج E-glass (G) بأوضاع بينية ومتداخلة لتصنيع مركبات هجينة مختلفة معززة بالإيبوكسي باستخدام الطريقة اليدوية. تتكون جميع العينات المركبة من خمسة طبقات. تم تصنيع المركبات الهجينة البينية من ثلاثة صفائح متوالية وبترتيب: G3JG ، GJGJG و 2GJ2G ؛ في حين تضمنت المركبات الهجينة المتداخلة استبدال متعاقب للخيوط الزجاجية في كلا اتجاهي الالياف بخيوط الجوت والمتضمنة النمط G1J1 (حيث تم استبدال خيط زجاج واحد بخيط واحد من خيوط الجوت) والنمط G1J2 (حيث تم استبدال خيط زجاج واحد باثنين من خيوط الجوت). كما تم تصنيع مركبات الزجاج و مركبات الجوت/ الإيبوكسي النقية. تم تجهيز واحد وتسعين عينة لإجراء اختبارات ميكانيكية (شد - انحناء - صدمة) وفقًا لـ ASTM و ISO لكل اختبار ، وبعض الاختبارات الفيزيائية مثل التوصيل الحراري والعزل الصوتي لمعرفة المركب الذي يتمتع بأفضل أداء لكل اختبار مذكور. أظهرت النتائج أن زيادة محتوى الزجاج في المركبات الهجينة البينية يزيد من خصائص الشد. أعطت المركبات الهجينة الداخلية G1J2 و G1J1 نفس معامل الشد تقريبًا ولكنها تختلف في مقاومة الشد حيث تعطي عينات G1J1 قوة شد أعلى بحوالي 41٪ من عينات G1J2. في حين وصلت خصائص الانحناء إلى قيمها القصوى لمركبات 2GJ2G تليها GJGJG وكانت أعلى من نظيراتها من الزجاج النقي, حيث اعطت قوة الانحناء قيمة 2,25 و1,62 مرات اعلى من مركبات الزجاج النقي على التوالي.أظهرت المركبات الهجينة G1J1 اجهاد انحناء أعلى ولكن معامل الانحناء كان أقل من نظائرها من الزجاج النقي. قدمت المركبات الزجاجية النقية أعلى مقاومة للصدمة من بين المركبات الأخرى. كان الانخفاض في مقاومة الصدمة للنماذج 2GJ2G و GJGJG حوالي 4٪ و 16٪ فقط بالمقارنة مع نظرائهم من الزجاج النقي وعلى التوالي. ومع ذلك، كان للنموذج GJGJG أعلى مقاومة صدمة نوعية تليها مركبات 5G و 2GJ2G و G1J2 و G1J1 و G3JG و 5J على التوالي. كان لزيادة محتوى ألياف الجوت داخل المركب الهجين اثر واضح بتقليل موصليته للحرارة . بلغ العزل الحراري لمركبات الجوت/ايبوكسي نسبة الى سمكها حوالي ثلاث مرات من تلك المصنوعة من الزجاج/ايبوكسي. قدم المركب الهجين البيني G3JG عزل حراري أعلى من مركبات الزجاج بحوالي 80٪ نسبة الى السمك. قدمت مركبات G1J1 عزلًا حراريًا أقل قليلاً من المركبات الهجينة بتكوين GJGJG على الرغم من كون نسبة تهجين أليافهما في المركب متماثلة تقريبًا. فيما يتعلق بعزل الصوت ، فإن زيادة محتوى ألياف الجوت داخل المركب الهجين لا يعني بالضرورة زيادة قدرته على عزل الضوضاء. ومع ذلك، فإن المركب الهجين G1J1 اظهر أعلى نسبة عزل صوتي نسبة الى سمكه من بين جميع المركبات المصنعة. باختصار ، يمكن استخدام الاستبدال الجزئي للألياف الزجاجية (انسجة أو خيوط) بنظيراتها من ألياف الجوت بنجاح في التطبيقات التي تتطلب خصائص ميكانيكية وسطية وعزل حراري و صوتي جيد إذا كانت التكلفة والاثر البيئي هي المعايير الاكثر اهمية.