Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Karevan,Rahmatollah Emadi
مهدي کاروان (استاد مشاور) رحمت اله عمادي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammadhasan Heydarpoor
محمدحسن حيدرپورجزي

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 ي ده با توجه به تقاضاي روز افزون به مصرف کاغذ و همچنين کمبود منابع جنگلي و آبي جهت توليد کاغذ هاي سلولزي بايد جايگزيني مناسبي براي اين کاغذها توليد شود. کاغذ سراميکي، دوست دار محيط زيست بدون نياز به آب و منابع سلولزي ميتواند جايگزين مناسبي براي کاغذ هاي سلولزي باشد. هدف از اين پژوهش ساخت يا توليد کاغذ هاي سراميکي با استفاده از مواد پلي اتيلن و پلي پروپيلن بازيافتي به علاوه کربنات کلسيم بازمانده از سنگ بري ها (معروف به گل سنگ) مي باشد. استِئاريک اسيد و مالِئيک آندريد نيز به عنوان افزودني جهت پيوند کربنات کلسيم و مواد پليمري به کار برده مي شود. استفاده از موادي همچون تالک در کنار کربنات کلسيم به منظور افزايش کيفيت نوشتاري استفاده شد. مواد اوليه شامل کربنات کلسيم بازيافتي يا فرآوري شده به همراه پلي اتيلن و پلي پروپيلن بازيافتي و فرآوري شده به علاوه افزودني هاي پيوند دهنده (مالئيک آندريد و استئاريک اسيد) بوده که در دماي 210-180 درجه سانتي گراد به مدت 15دقيقه در اکسترود مخلوط شده و سپس با سرعت 40 دور در دقيقه به بيرون هدايت مي شد. بعد از سرد شدن دوباره نمونه در کوره تا دماي 180درجه سانتي گراد گرم شده و به وسيله غلتک نورد در سه مرحله با سرعت محيطي m/s9 نورد مي شوند. اندازه نمونه ها به ترتيب به ضخامت 2 ميليمتر 6/0 ميليمتر و نهايتا 4/0 ميليمتر کاهش مي‌يابد. ساختار مورفولوژي نمونه ها با ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين چگالي (گراماژ)، استحکام کششي، استحکام برشي، مقاومت به سوراخ شدن، زبري سطح و درصد جذب آب نمونه ها اندازه گيري شده و با نمونه مرجع ساخت کشور کانادا و نمونه ساخت تبريز مورد ارزيابي و مقايسه قرار گرفتند. کربنات کلسيم بالاي 70 درصد وزني کيفيت نمونه ها را به شدت کاهش داد، از طرفي مواد پليمري پلي پروپيلن تا حداکثر1درصد وزني منجر به افزايش خواص استحکامي شده و پليمر پلي اتيلن با چگالي پايين نيز در کنار پليمرپلي اتيلن با چگالي متوسط نيز منجر به افزايش خواص کشساني و انعطاف شد و مقاومت پارگي نيز در کنار چقرمگي نمونه افزايش يافت. افزودني هاي استئاريک اسيد و مالئيک به ميزان 3-1 درصد وزني در کنار هم باعث همگني بهتر و پيوند بيشتر کربنات کلسيم در کنار مواد پليمري مي شود ولي بيشتر از آن نه تنها خواص نمونه ها افزايش نمي يابد بلکه کمتر نيز مي شود به طوري که با افزايش اسيد استئاريک بيشتر از 3 درصد وزني منجر به افزايش PH نمونه ها (حالت صابوني) و کاهش کيفيت نوشتاري شد و افزايش مالئيک نيز بيشتر از 3 درصد وزني منجر به خشک شدن نمونه و عدم پيوند مناسب مواد نمونه ها شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی