International Science and Technology Journal

Home < Articles < Article Details

Mechanical properties of wood polymer composites made of sawdust waste and recycled high density polyethylene

Researcher(s):
  • Anour N. shebani
  • Abdulhakim A. Sultan
  • Abdusalam A. Fkereen
  • Wafa Y. Eljaafari
Institution:Libyan Polymer Research Center
Libyan higher Technical Center for Training and Production
Libyan Polymer Research Center
Libyan higher Technical Center for Training and Production
Field:Mechanical and Materials Engineering
Published in:28th volume - January 2022
الملخص
تم في هذه الدراسة التحقق من الخصائص الميكانيكية لبوليمرات مركبة تم تصنيعها باستخدام البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) المعاد تدويره ونشارة الخشب. كما تم استخدام HDPE التألف (Degraded HDPE) كمادة رابطة (Coupling agent). في البـداية تم تحضــير مخاليط من البولي إيثيلين (Polyethylene blends) البكر (vPE) والمعاد تدويره (rPE) بنسب مختلفة (100/0 ، 75/25 ، 50/50 ، 25/75 و 0/100) وذلك لاستعمالها كمادة أساس لتحضير بوليمرات مركبة. بعد ذلك حضرت البوليمرات المركبة باستخدام vPE و rPE والمخاليط البوليميرية ونشارة الخشب باستخدام آلة بثق مزدوجة. إجريت بعد ذلك دراسة الخواص الميكانيكية مثل مقاومة الشد القصوى (UTS) ومقاومة الصدمة والصلادة لكل من vPE وrPE والمخاليط البوليميرية والبوليمرات المركبة. اعتمدت الخواص الميكانيكية للمخاليط البوليميرية والبوليمرات المركبة بشكل أساسي على نسب المواد الداخلة في تركيبها. كما لعب HDPE التألف دورًا مهمًا في تحسين الخواص الميكانيكية للبوليمرات المركبة عند استعماله كمادة رابطة. أدت زيادة محتوى rPE في تركيبة المخاليط البوليميرية إلى انخفاض في UTS ومقاومة الصدمة. أدى أضافة نشارة الخشب وحدها لكل من vPE و rPE و المخاليط البوليميرية إلى انخفاض UTS ومقاومة الصدمة وزيادة الصلادة. هذه الخصائص (UTS ومقاومة الصدمة والصلادة) لجميع البوليمرات المركبة تحسنت عند إضافة 5% من HDPE التألف كمادة رابطة. UTS ومقاومة الصدمة والصلادة للبوليمرات المركبة المحتوية على 5% من HDPE التألف كمادة رابطة وجدت بأنها أعلى من مادة الاساس أو نظيرتها في المخاليط البوليميرية. بشكل عام خصائص البوليمرات المركبة كانت أفضل من المخاليط البوليميرية، مما يشير إلى أن استخدام rPE لتحضير بوليمرات مركبة مع vPE يكون أفضل من استخدامها لصنع مخاليط البوليميرية في حال استعمالها في تطبيقات تعتمد على الخصائص التي تم دراستها في هذه الدراسة.
Abstract
This work investigated the mechanical properties of wood polymer composites (WPCs), which were made using recycled high density polyethylene (HDPE) and sawdust waste. Degraded HDPE was used as a coupling agent. Different blends of virgin (vPE) and recycled (rPE) poly ethylene's with various ratio (100/0, 75/25, 50/50, 25/75 and 0/100) were prepared in order to be used as matrices. PE blends and composites were prepared by melt-mixing technique using mini twin-extruder. Mechanical properties such as ultimate tensile strength (UTS), impact strength and Shore hardness were determined for vPE, rPE, PE blends and PE composites. The mechanical properties of PE blends and composites were mainly depended on the composition of its matrices. Presences of degraded HDPE as a coupling agent played an important role on the mechanical properties of WPCs. Increasing the rPE content in the blend composition displayed decrease in the UTS and impact strength properties. The incorporation of only sawdust into vPE, rPE and PE blends matrices caused reduction in UTS and impact strength properties and an increase in Shore hardness. UTS, impact strength and Shore hardness for all WPCs were improved when 5% degraded PE was added. UTS and Shore hardness for composites with 5% degraded PE were higher than that of its matrices. The properties of PE composites were better than that of PE blends, which suggesting that using rPE to attain blends with vPE and then making composites appears to be more preferable than making only PE blends.

|