بررسی تجربی خواص مکانیکی و مورفولوژیکی فوم میکروسلولی پلی استایرن

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه ازاد سمنان

2 دانشگاه سمنان

3 دانشگاه دامغان

چکیده

فوم های میکروسلولی به آن دسته از فوم ها اطلاق می شود که دارای تعداد زیادی سلول در اندازه حدود 10 میکرون می باشند. در این فومها از گاز خنثی (نیتروژن یا دی اکسید کربن) بعنوان ماده پف دهنده استفاده می شود. بدلیل کوچکی سلولهای این فومها خواص مکانیکی و فیزیکی برتری (مانند: استحکام خستگی، استحکام به ضربه ، خواص حرارتی و دی الکتریکی) حتی نسبت به پلاستیک فوم نشده دارند. در این تحقیق به بررسی خواص مکانیکی فومهای میکروسلولی پلی استایرن پرداخته شده است. میزان چگالی نسبی، تعداد سلولها، اندازه سلولها، ساختار فوم و همچنین استحکام کششی و استحکام در برابر ضربه فوم مورد بررسی و اندازه گیری قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که برای بدست آوردن ساختار بهینه، دما و زمان فوم کردن پلیمر باید به دقت تحت کنترل قرار گیرد. این شرایط در دمای حدود 100 درجه سانتیگراد و زمان 100 ثانیه می باشد. همچنین استحکام کششی نمونه های فوم شده نسبت به فوم نشده کاهش و میزان جذب انرژی نمونه های فوم شده به فوم نشده افزایش چشمگیری داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

THE EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF MECHANICAL AND MORPHOLOGICAL PROPERTIES OF POLYSTYRENE.

نویسنده [English]

  • ehsan saemi 1
چکیده [English]

Microcellular foams are a group of foams which have a lot of micro cells in the size of about 10 microns. In these foams, neutral gases (Nitrogen or Carbon dioxide) are used as a foaming material. Because of their small sizes, these foams have better mechanical and physical properties (such as fatigue strength, yield strength and de-electrical and thermal properties) than non-foamed plastics. In this study, the mechanical properties of polystyrene microcellular foams have been studied. The rate of relative density, the size of the cells, the structure of the foams and yield and fatigue strength have been studied and measured. To achieve an optimal structure, the results show that temperature and time of foaming should be controlled carefully. This condition is in the temperature of about 100° c and the time of 100 second. Also, the tensile strength of the foamed sample has been reduced and the rate of energy absorption has been significantly increased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Microcellular foams
  • Polystyrene foam
  • Mechanical properties
  • Morphological properties
  • Carbon dioxide
 

[1] Martini, J.E., The production and Analysis of Microcellular Form, Ph.D. thesis in Mechanical Engineering,                 MIT, January 1981.

[2]  Park, C.B., Baldwin, D.F. and Suh, N.P., SME, Cellular and Microcellular Materials, MD-Vol. 53, PP. 109-                124, 1994.

[3] Kumar, V. and Suh,N.P., SPE ANTEC Tech. Papers, Vol.39,pp.715-718,1993.

[4]  Cole, T.J., Manufacturability of  Microcellular Foamed Plastics, Ph.D. thesis in Mechanical Engineering,                   MIT, Juan 1991.

[5]  Hyde, L.J., Kishbaugh, L.A. (Trexel Inc.), Katterman, J.A. (Delphi Automotive Systens Corp.), SAE 2002             World Congress Detroit, Michigan, Martini 2002.

[6]  Martini, J.E., waldman, F.A. and Suh, N.P., AnTEC 82,28674.

[7] Colton, J.S. and Suh,N.P., Pplym. Eng. And Sci., Mid-Apr., Vol 27,NO.7,pp. 485-499,1987.

[8]  Park, C.B., Behravesh, A.H., Jaani, S. and Venter, R.D., Recent Advances in Polymeric Foam, Chapter 8,                 Khemani, K., ed., ACS, Washington, pp. 115-129(1996).

[9]  Behravesh, A.H., Park, C.B., and Venter R.D., “Challenge to Production of low-Density, Fine cell HDPE                 Foams using CO2,” Cellular Polymers. Vol.17,NO.5,pp.309-326(1998).

[10]  Kumar, V., Nedella, K.V., Handbook of Polymer Foams , Chapter 11, RAPRA Technology, UK 2004.

[11]  Crank, J. and Park, G.S., Diffusion in Polymers Academic Press Inc., Newyork.N.Y, 1968.

[12]  Van krevelen, D.w., Properties of Polymers, Elsevier Scientific Publishers Company, 1990.

[13]  Hwang, Y.D., cha, S.W., polymer testing 21,pp269-275,2002.

[14]  Matuana, L., park, C.B., Balatinecz, j.j., polymer Eng.  And Science, july 1997,vol.37,no. 7 , pp1137-1147

[15]  Kumar, V., Weller,  j., Murray, R., Microcellular foams, ANTEC 95,pp2202-2207