Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Karevan,Rahmatollah Emadi
مهدی کاروان (استاد مشاور) رحمت اله عمادی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammadhasan Heydarpoor
محمدحسن حیدرپورجزی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Fabrication and evaluation of mechanical and physical properties of ceramic papers
Due to the increasing demand for paper consumption and also the lack of wood and water resources for the production of cellulosic paper, a suitable alternative should be produced for these papers. Eco-friendly ceramic papers without the need for water and cellulose resources can be a good alternative for cellulose papers. The aim of this research is to make or produce ceramic papers using recycled polyethylene and polypropylene materials in addition to calcium carbonate residue from quarries (known as mudrock). Stearic acid and maleic anhydride are also used as additives to bond calcium carbonate and polymeric materials. The use of materials such as talc along with calcium carbonate was to enhance the writing quality. Raw materials include recycled or processed calcium carbonate with recycled and processed polyethylene and polypropylene plus bonding additives (maleic anhydride and stearic acid) which were mixed in an extruder for 15 minutes at 180-210° C, and then forced out at 40 rpm. After cooling, the sample was again heated in a furnace to a temperature of 180° C and rolled by a roller in three stages at peripheral speed of 9 m/s. The thickness of samples decreased to 2 mm, 0.6 mm and finally 0.4 mm. The morphological structure of the samples was evaluated by scanning electron microscopy (SEM). Also, density (grammage), tensile strength, shear strength, perforation resistance, surface roughness and water absorption percentage of the samples were measured and evaluated and compared with the reference sample made in Canada and the sample made in Tabriz. Calcium carbonate content above 70 Wt.% drastically reduced the quality of samples, on the other hand, polypropylene polymeric materials up to 1 Wt.% increased the strength properties and low density polyethylene along with medium density polyethylene also increased the flexible and elastic properties and the rupture strength increased along with the toughness of the sample. Stearic acid and maleic additives of 1-3 Wt.% together caused better homogeneity and better bonding of calcium carbonate with polymeric materials, but more than that, not only the properties of the samples did not increase but also decreased so that increasing stearic acid more than 3 Wt.% resulted in an increase in the pH of the samples (soapy state) and a decrease in writing quality, and increasing maleic more than 3 Wt.% resulted in drying of the sample and lack of proper bonding of the sample materials. Keywords Ceramic paper, calcium carbonate, polyethylene, propylene, environment
چک ی ده با توجه به تقاضای روز افزون به مصرف کاغذ و همچنین کمبود منابع جنگلی و آبی جهت تولید کاغذ های سلولزی باید جایگزینی مناسبی برای این کاغذها تولید شود. کاغذ سرامیکی، دوست دار محیط زیست بدون نیاز به آب و منابع سلولزی میتواند جایگزین مناسبی برای کاغذ های سلولزی باشد. هدف از این پژوهش ساخت یا تولید کاغذ های سرامیکی با استفاده از مواد پلی اتیلن و پلی پروپیلن بازیافتی به علاوه کربنات کلسیم بازمانده از سنگ بری ها (معروف به گل سنگ) می باشد. استِئاریک اسید و مالِئیک آندرید نیز به عنوان افزودنی جهت پیوند کربنات کلسیم و مواد پلیمری به کار برده می شود. استفاده از موادی همچون تالک در کنار کربنات کلسیم به منظور افزایش کیفیت نوشتاری استفاده شد. مواد اولیه شامل کربنات کلسیم بازیافتی یا فرآوری شده به همراه پلی اتیلن و پلی پروپیلن بازیافتی و فرآوری شده به علاوه افزودنی های پیوند دهنده (مالئیک آندرید و استئاریک اسید) بوده که در دمای 210-180 درجه سانتی گراد به مدت 15دقیقه در اکسترود مخلوط شده و سپس با سرعت 40 دور در دقیقه به بیرون هدایت می شد. بعد از سرد شدن دوباره نمونه در کوره تا دمای 180درجه سانتی گراد گرم شده و به وسیله غلتک نورد در سه مرحله با سرعت محیطی m/s9 نورد می شوند. اندازه نمونه ها به ترتیب به ضخامت 2 میلیمتر 6/0 میلیمتر و نهایتا 4/0 میلیمتر کاهش می‌یابد. ساختار مورفولوژی نمونه ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین چگالی (گراماژ)، استحکام کششی، استحکام برشی، مقاومت به سوراخ شدن، زبری سطح و درصد جذب آب نمونه ها اندازه گیری شده و با نمونه مرجع ساخت کشور کانادا و نمونه ساخت تبریز مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند. کربنات کلسیم بالای 70 درصد وزنی کیفیت نمونه ها را به شدت کاهش داد، از طرفی مواد پلیمری پلی پروپیلن تا حداکثر1درصد وزنی منجر به افزایش خواص استحکامی شده و پلیمر پلی اتیلن با چگالی پایین نیز در کنار پلیمرپلی اتیلن با چگالی متوسط نیز منجر به افزایش خواص کشسانی و انعطاف شد و مقاومت پارگی نیز در کنار چقرمگی نمونه افزایش یافت. افزودنی های استئاریک اسید و مالئیک به میزان 3-1 درصد وزنی در کنار هم باعث همگنی بهتر و پیوند بیشتر کربنات کلسیم در کنار مواد پلیمری می شود ولی بیشتر از آن نه تنها خواص نمونه ها افزایش نمی یابد بلکه کمتر نیز می شود به طوری که با افزایش اسید استئاریک بیشتر از 3 درصد وزنی منجر به افزایش PH نمونه ها (حالت صابونی) و کاهش کیفیت نوشتاری شد و افزایش مالئیک نیز بیشتر از 3 درصد وزنی منجر به خشک شدن نمونه و عدم پیوند مناسب مواد نمونه ها شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی