ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

دراسة بعض الخواص الميكانيكية لمادة مركبة من بولي إستر غير المشبع و المقوى بألياف زجاجية عشوائية

Studying the mechanical properties of composite material based on unsaturated polyester reinforced with random fiberglass

3048   1   118   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2014
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

يتضمن البحث دراسة تجريبية لتصنيع مادة مركبة ذات أساس بوليميري ( بولي إستر غير المشبع ) مقواة بألياف زجاجية عشوائية بنسب وزنية مختلفة، و من ثم دراسة الخصائص الميكانيكية للنماذج المصنعة، لتحديد أثر نسبة ألياف الزجاج على مقاومة الشد و القساوة و مقاومة الصدم، و قد أظهرت هذه الدراسة أن أفضل النتائج كانت للعينات المقواة بألياف زجاجية بنسبة % 40 ، حيث ازدادت مقاومة الشد للمادة بحدود 70% ، كما ازدادت القساوة بحدود % 30 ، و ازدادت مقاومة الصدم بحدود 4%. أظهرت هذه الدراسة أيضا أن زيادة نسبة الألياف الى % 60 أدت إلى انخفاض في الخصائص الميكانيكية المدروسة بشكل واضح، و يرجع ذلك الى أن كمية البولي إستر غير المشبع تصبح غير كافية لتشبيع الألياف، مما يؤدي الى ضعف في قوى الترابط في المادة المركبة.


ملخص البحث
يتناول هذا البحث دراسة تجريبية لتصنيع مادة مركبة ذات أساس بوليميري (بولي إستر غير مشبع) مقواة بألياف زجاجية عشوائية بنسب وزنية مختلفة، ومن ثم دراسة الخصائص الميكانيكية للنماذج المصنعة. تهدف الدراسة إلى تحديد أثر نسبة ألياف الزجاج على مقاومة الشد والقساوة ومقاومة الصدم. أظهرت النتائج أن أفضل الخصائص الميكانيكية كانت للعينات المقواة بنسبة 40% من الألياف الزجاجية، حيث ازدادت مقاومة الشد بنسبة 70%، والقساوة بنسبة 30%، ومقاومة الصدم بنسبة 43%. ومع زيادة نسبة الألياف إلى 60%، لوحظ انخفاض في الخصائص الميكانيكية بسبب عدم كفاية كمية البولي إستر لتشبيع الألياف، مما يؤدي إلى ضعف في قوى الترابط في المادة المركبة. تم اختبار العينات المصنعة ومقارنتها بعينات فولاذية، حيث أظهرت العينات المركبة نتائج جيدة في مقاومة الصدم والانفعال المرن، بينما كانت مقاومة الشد والقساوة أعلى في العينات الفولاذية. توصي الدراسة باستخدام المواد المركبة من البولي إستر غير المشبع المقوى بألياف زجاجية في صناعة القوارب محلياً بدلاً من الفولاذ نظرًا لخفة وزنها ومقاومتها للتآكل.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعتبر هذه الدراسة خطوة مهمة في مجال تطوير المواد المركبة ذات الأساس البوليميري، حيث تقدم نتائج مفيدة حول تأثير نسب الألياف الزجاجية على الخصائص الميكانيكية للمادة المركبة. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض النقد البناء للدراسة. أولاً، كان من الممكن توسيع نطاق النسب الوزنية المدروسة للحصول على فهم أعمق لتأثير الألياف الزجاجية. ثانياً، لم تتناول الدراسة تأثير العوامل البيئية مثل الرطوبة ودرجات الحرارة العالية على الخصائص الميكانيكية للمادة المركبة. ثالثاً، كان من الممكن استخدام تقنيات تحليلية أكثر تقدماً مثل التحليل المجهري لفهم آليات الفشل في المادة المركبة بشكل أفضل. على الرغم من هذه النقاط، فإن الدراسة تقدم مساهمة قيمة في مجال المواد المركبة وتفتح الباب لمزيد من الأبحاث المستقبلية.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي أفضل نسبة وزنية للألياف الزجاجية لتحسين الخصائص الميكانيكية للمادة المركبة؟

    أفضل نسبة وزنية للألياف الزجاجية هي 40%، حيث أظهرت العينات المقواة بهذه النسبة أفضل النتائج في مقاومة الشد والقساوة ومقاومة الصدم.

  2. لماذا تنخفض الخصائص الميكانيكية عند زيادة نسبة الألياف إلى 60%؟

    تنخفض الخصائص الميكانيكية عند نسبة 60% لأن كمية البولي إستر غير المشبع تصبح غير كافية لتشبيع الألياف، مما يؤدي إلى ضعف في قوى الترابط في المادة المركبة.

  3. ما هي الاختبارات الميكانيكية التي أجريت على العينات المصنعة؟

    تم إجراء اختبارات الشد والقساوة والصدم على العينات المصنعة.

  4. ما هي التوصيات التي قدمتها الدراسة لاستخدام المواد المركبة في التطبيقات الصناعية؟

    توصي الدراسة باستخدام المواد المركبة من البولي إستر غير المشبع المقوى بألياف زجاجية عشوائية في صناعة القوارب محلياً بدلاً من الفولاذ، نظراً لخفة وزنها ومقاومتها للتآكل.


المراجع المستخدمة
Mohammad.N.L, 2007. Characterization and properties of the new unsaturated polyester resins for composite application. School of Industrial Technology
Hansmann. H. 2003. Composites- polyster resins. ASM Handbook/extraction. FB MVU, Werkstofftechnologien/ Kunststofftechnik
TAYLOR & FRANCIS GROUP, LLC 2006. Mechanics of composites materials, second edithon
قيم البحث

اقرأ أيضاً

نتيجة لتطور مجال استخدام المركّبات المدعمة بالألياف في التطبيقات العملية بشكل مستمر يهدف البحث الى دراسة تأثير نسبة المواد البيروكسيدية المضافة الى مادة البولي استر غير المشبع على خواص الشد لعينات محضرة من البولي الاستر غير المشبع المدعم بالألياف الز جاجية المستخدمة في تصنيع شفرات توربينات الرياح، و كذلك دراسة تأثير مدة تطبيق عمليات المعالجة الحرارية على تصلب البولي استر غير المشبع و خواص عملية الشد بعد تطبيق المعالجة الحرارية بهدف تحسين خواص هذه الشفرات. تم تحضير عينات اختبار تحتوي على نسب (1% - 1.5% - 2%) من المادة البيروكسيدية ميتيل ايتيل كيتون بيروكسيد MEKP و أظهرت نتائج الاختبار أن أفضل نسبة عند 1.5%. في حين أظهرت نتائج المعالجة الحرارية أن أفضل قيم لمقاومة الشد عند الانقطاع هي للعينات المعالجة لزمن قدره /48 hours/.
يـهدف هذا البحـث إلى دراسـة تأثير إضـافة المـواد المالئة (سـيليــكات الألمـــنيوم الصــوديوم و التـالك) على البولي استر غـــير الـمشـــبع (Unsaturated Polyester Resin) (UPR) أولاً، و عـلى البولي استر غير المشبع المقوى بالألـياف الزجـاجية بنـسبة 20%) ثانياً، حـيث أجريت مجـموعة من الاختبارات الميكانيكية شملت (اختبار الشد و الانحناء)، في المرحلة الأولى من البحث تمّ دراسة تأثير إضافة المواد المالئة، سيلــيكات الألمـنيوم الصـوديوم (SAS) و الـتالك و مزيـج سيليـكات الألمـنيوم الصـوديوم و الـتالك، على البولي استر غير المشبع الغير المقوى بالألياف الزجاجية، و قد أظهرت النتـائج أن أفضـل القيـم تمّ الـحصول عليها, عند إضافة مزيـج سيليكات الألمـنيوم الصـوديـوم و الـتـالك وفق النسبة (5% Talc, 10% SAS)، حـيث ارتـفعت قيمـة مـتانة الـشد من(31.2 MPa) إلى (33 MPa، و ارتفعت قيمة معامـل المـرونة أيضاً من (330 MPa) إلى (2750.5 MPa) و كـذلك ارتـفعت قيمة متانة الانحناء من (0.057 GPa) إلى (0.0729 GPa). في المرحلة الثانية تمّ دراسة تأثير إضافة المواد المالئة ) سيليكات الألمـنيوم الـصوديوم و التالك، و مزيـج سيلـيكات الألـمنيوم الصـوديوم و الـتالك)، على البولي استر غير المشبع المقوى بالألياف الزجاجية بنسبة (20%)، و قد أظهرت النتـائج أن أفضـل القيـم تمّ الـحصول عليها عند إضافة مزيج سيلــيكات الألمـنيوم الصـوديوم و الـتالك وفق النسبة (5% Talc, 5% SAS)، حيث ارتفعت قيـمة متـانة الـشد من 101.7 MPa)) إلى ((108.8 MPa، و ارتفعت قيمة معامل الـمرونة أيضاً من (5616 MPa) إلى (6367.9 MPa) ، و كذلك ارتفعت قيـمة مـتانة الانحناء من (0.1203 GPa) إلى ((0.1597 GPa.
يهدف البحث إلى دراسة تأثير مواد الإضافة ( الميثيل إيثيل كيتون بيروكسيد MEKP + الكوبالت نفتنات) على القيم المميزة لمنحنيات الشد ( إجهاد الشد والاستطالة النسبية عند التحطم ) لعينات من البولي استر غير المشبع، المسلحة و غير المسلحة بطبقة من الألياف الزجا جية العشوائية. أظهرت نتائج الاختبارات أن البارامترات المدروسة (إجهاد الشد و الإستطالة النسبية عند التحطم) تتأثر بوضوح بمواد الإضافة وأن النسب المثلى للعينات غير المسلحة المحضرة على البارد هي: (1% MEKP + 1% Cobalt Naphthenate) و (0.8% MEKP + 1% Cobalt Naphthenate) و للعينات المسلحة بطبقة من الألياف الزجاجية و المحضرة على البارد هي: (1% MEKP + 0.8% Cobalt Naphthenate) و ((0.2-0.4) % MEKP + 1% Cobalt Naphthenate ). أظهرت الاختبارات أيضاً أن أفضل قيم للشد عند التحطم يمكن الحصول عليها عند تحضير العينات على الساخن بدرجة حرارة 100 Cº و ذلك بعد حدوث التصلب في الفرن و المعالجة الحرارية عند هذه الدرجة لمدة زمنية 15 min.
في هذا البحث تمت دراسة أثر إضافة ألياف النفايات البلاستيكية الموزعة عشوائيا داخل التربة على الخواص الجيوتكنيكية للتربة الغضارية. البحث يعتمد المنهجية التجريبية من خلال عدة مراحل.
يدرس البحث تأثير بودرة الألمنيوم كمادة إضافة لراتنج البولي إستر غير المشبع المتصلب حرارياً (UPR) على نسبة التآكل بالنسبة للزمن و على تغير نمط التآكل. بينت النتائج أن نسبة التآكل تزداد مع زيادة زمن الاختبار نتيجة زيادة درجة حرارة الاحتكاك بمرور الزمن و ذلك لجميع العينات النقية و الحاوية على بودرة الألمنيوم، و لكن عند إضافة بودرة الألمنيوم إلى البولي إستر نلاحظ انخفاض نسبة التآكل مقارنة بالحالة النقية و يزداد هذا الانخفاض مع زيادة نسبة المادة المالئة، أي تزداد مقاومة مادة UPR للتآكل عند زيادة نسبة بودرة الألمنيوم نتيجة زيادة الموصلية الحرارية مما يؤدي إلى انخفاض الحرارة عند سطوح التماس مؤدياً في النهاية إلى تآكل أقل. أما نمط التآكل الناتج بالفحص المجهري لسطح العينة المتآكل فقد كان يتغير من التآكل الالتصاقي عند القيم المنخفضة لزمن الاختبار و يصبح تآكلاً حاتاً (3-body) عند الأزمنة المرتفعة للاختبار من دون الوصول إلى مرحلة الانهيار في كل مراحل الاختبار و مع اختلاف المادة المختبرة.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا