تبدیل الیاف قدیمی به کامپوزیت‌های پلیمری پیشرفته

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

1 مهندسی شیمی، دانشگاه تهران

2 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه تهران

چکیده
موضوع تحقیق: در این پژوهش، راهکاری نوین برای احیای پارچه‌های قدیمی کولار و بازآفرینی آن‌ها برای استفاده مجدد در ساخت قطعات پیشرفته کامپوزیتی پلیمری ارائه شده است. کولار به‌عنوان لیف پلیمری با استحکام کششی بالا و مقاومت چشمگیر در برابر ضربه و حرارت، در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، هوافضا و ساخت تجهیزات حفاظتی به‌کار می‌رود. این تقویت‌کننده به‌تنهایی پیوند مناسبی با رزین‌های پلیمری به‌دست نمی‌دهد و برای ایجاد پیوند قوی از سازگارکننده استفاده می‌شود که دارای عمری مفید بوده، خواص فیزیکی و مکانیکی آن‌ به مرور زمان به‌علت تأثیرات محیطی مانند رطوبت، پرتو فرابنفش و دمای بالا تضعیف می‌شود.
روش تحقیق: در این پژوهش از بین روش‌های حرارتی، مکانیکی، شیمیایی، پلاسمایی، نانوذرات و لایه‌نشانی برای احیای پارچه‌های کولار تاریخ‌گذشته، روش شیمیایی انتخاب شد. برای این منظور، در ابتدا سه نمونه پارچه تاریخ‌گذشته انتخاب و در نهایت، خواص کششی سه نمونه از پارچه‌های احیاشده با احیانشده طبق استاندارد ASTM D638 مقایسه شد.
نتایج اصلی: نتایج نشان داد که پارچه احیاشده به روش شیمیایی، حدود11.3% استحکام کششی بیشتری نسبت به پارچه‌های احیانشده داشته و فرایند احیای شیمیایی تأثیر مثبتی در بهبود خواص مکانیکی الیاف تاریخ‌گذشته کولار داشته است. این دستاورد، راه را برای بهره‌برداری مجدد از الیاف تاریخ‌گذشته در ساختارهای پیشرفته هموار می‌کند و نشان می‌دهد که فرایند احیای شیمیایی نه‌تنها موجب افزایش استحکام مکانیکی مواد می‌شود، بلکه می‌تواند تأثیرات مثبتی بر دوام و پایداری آن‌ها در برابر عوامل محیطی داشته باشد. به‌علاوه، این تحقیق با ارائه روشی اقتصادی و زیست‌محیطی برای احیای الیاف تاریخ‌گذشته، زمینه‌ای برای کاهش ضایعات صنعتی و استفاده مجدد از مواد پلیمری فراهم می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Transforming Legacy Fabrics into Advanced Polymer Composites

نویسندگان English

Sobhan Sadeghi 1
Helma Vakili 2
1 School of chemical engineering, university of Tehran, Tehran, Iran
2 School of Chemical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran,Iran
چکیده English

Research subject: This research aims to revive outdated Kevlar fabrics for reuse in the manufacturing of polymer-based composite parts. As a polymer fiber with high tensile strength and significant resistance to impact and heat, Kevlar is used in various industries, including automotive, aerospace, and protective equipment manufacturing. This type of reinforcement alone does not give a good bond with polymer resins, and to create a strong bond, a conciliator (sizing agent) is used, which has a useful life. The physical and mechanical properties change over time due to environmental influences such as humidity, ultra-violet rays, and high temperature.
Research approach: In this research, among the thermal, mechanical, chemical, plasma, nanoparticles, and layering methods, the chemical method was chosen to revive outdated Kevlar fabrics. For this purpose, at first, three waste fabric samples were selected and finally, the tensile properties of regenerated and non-regenerated fabrics were compared according to the ASTM D638 standard tensile test.
Main results: The results showed that the chemically regenerated fabric had about 11.3% more tensile strength than non-regenerated fabrics, and the chemical regeneration process positively improved the mechanical properties of old Kevlar fibers. This achievement paves the way for the reutilization of aged fibers in advanced structures. This shows that the chemical regeneration process not only increases the mechanical strength of materials, but can also positively affect their durability and stability against environmental factors. In addition, this research provides an economic and ecological method for reviving old fibers, providing a basis for reducing industrial waste and reusing polymer materials.

کلیدواژه‌ها English

mechanical properties
composite
chemical method
Fiber Regeneration
Circular Economy

  • تاریخ دریافت 12 خرداد 1404
  • تاریخ بازنگری 06 اسفند 1404
  • تاریخ پذیرش 31 اردیبهشت 1405
  • تاریخ اولین انتشار 04 خرداد 1405
  • تاریخ انتشار 04 خرداد 1405