مراحل آماده سازی مواد اولیه جهت ساخت کامپوزیت ها:
الف) آماده سازی الیاف
در این مرحله ضایعات چوبی و غیرچوبی توسط انواع چیپرها و آسیاب ها به خرده چوب و الیاف تبدیل شده و نهایتاً توسط خشک کن ها به الیاف و خرده چوب های خشک تبدیل می شوند.
ب) آماده سازی مواد پلیمری
برای اینکه موادی با ویژگی کاملاً مشخص تولید گردد به روش هایی نیاز است که در مجموع به آنها «آماده سازی مواد پلیمری» گفته می شود. این مرحله زمانی قابل اجرا است که از پلاستیک های ضایعاتی برای ساخت آنها استفاده گردد. این مواد به انجام کلیه مراحل آماده سازی نیاز دارند. اما اگر در ساخت مواد مرکب، پلاستیک به صورت گرانول خریداری گردد هیچ یک از مراحل آماده سازی پلاستیک ها ضروری نیست.آماده سازی مواد پلیمری شامل: آسیاب کردن، مخلوط سازی و خشک کردن می باشد.
ج) آسیاب کردن
با این روش قطعات بزرگ پلاستیک به ذرات کوچکتری تبدیل می گردد. از آنجا که پلاستیک ها دارای خصوصیات متفاوتی می باشند انتخاب نوع آسیاب بستگی به نوع پلاستیک آسیاب شونده دارد. جداسازی قطعات آسیاب شده توسط صافی های مخصوصی انجام می پذیرد که ریز و درشت بودن سوراخ های صافی بیانگر بزرگی دانه های آسیاب شده می باشد.
د) مخلوط سازی
در این روش مواد افزودنی به ماده اصلی پلاستیک اضافه می گردد. این مرحله شامل همزن، خمیرزن و مخلوط کننده می باشد.اصولاً برای مخلوط کردن پلاستیک ها که در دمای معمولی مایع هستند از همزن استفاده می شود. خمیرزن ها برای ترکیب پلیمرهایی که حالت خمیری دارند به کار می روند، این ابزار در حقیقت همان «اکسترودرها» می باشند. هنگامی که از اکسترودر برای ساخت کامپوزیت استفاده می شود مرحله ی مخلوط سازی همزمان با ساخت کامپوزیت در یک اکسترودر انجام می گیرد.مخلوط کننده ها زمانی مورد استفاده قرار می گیرند که پلاستیک های اولیه و مواد افزونی به صورت جامد باشند.
ی) خشک کردن
این روش بیشتر برای خشک کردن پلاستیک هایی به کار می رود که به ماشنی های تزریقی و اکسترودر نیاز دارند. این خشک کن ها تقریباً مانند خشک کن های الیاف و خرده چوب می باشند.پس از انجام مراحل فوق الیاف و یا خرده چوب یا پلیمر مخلوط شده و برای ساخت کامپوزیت به مرحله پرس گرم، تزریق یا روش های دیگر ساخت منتقل شوند.
اندازه‌گيری ويژگی‌های مقاومتی:
اندازه‌گيري ويژگيها براساس آيين نامه هاي ASTM بشرح زير است. جهت آزمون كشش و خمش از دستگاه تنسايل، براي آزمون ضربه دستگاه ايزود و آزمون جذب آب از دستگاه غوطه وري آب استفاده شده است.
ابعاد اسمي نمونه‌هاي آزموني در جدول ذكر گرديده است.
جدول ابعاد اسمي نمونه‌هاي آزمونی
ابعاد (mm) كشش خمش ضربه جذب آب
طول ۵/۸۳ ۱۰۲ ۶۴ ۸۰
عرض ۲/۱۰ ۱۳ ۱۳ ۱۰
ضخامت ۲/۳ ۵ ۳ ۴
آزمون مقاومت كششي طبق دستورالعمل ۰۱-۶۳۸D آيين نامه ASTM بشرح ذيل است. نمونه هاي چندسازه بدليل خاصيت دو فازي، رفتار متفاوتي در جهات مختلف اعمال نيرو از خود نشان مي‌دهند. در اين نمونه ها بدليل پايين بودن استحكام برشي، اگر نمونه هاي كششي بصورت دمبلي باشند، نواحي باريكتر بدليل نيروي برشي، قبل از رسيدن به استحكام نهايي دچار شكست شده و جدا ميشوند. روش انجام كار و مراحل آزمون مقاومت كششي بدين ترتيب است كه پس از نصب نمونه بر روي فك دستگاه و اعمال نيروي كششي با سرعت min/mm 5، نمونه ها شكسته شده و نيروي نهايي كشش توسط دستگاه اندازه گيري شده و تنش نهايي و مدول الاستيسيته كشش محاسبه گرديد.
آزمون خمش طبق دستورالعمل ۰۴-۷۰۳۱D آيين نامه ASTM بشرح ذيل انجام گرفته است. آزمون خمش براي ارزيابي خواص مكانيكي چندسازه بدليل سهولت نسبي آزمون و تجهيزات لازم براي انجام آن رايج است. براي انجام آزمون خمش در اين تحقيق از روش خمش سه نقطه اي استفاده گرديد.
آزمون مقاومت به ضربه طبق دستورالعمل ۹۷-۲۵۶D آيين نامه ASTM بشرح ذيل است. استحكام به ضربه چندسازه مفاهيم مختلفي دارد. به عنوان مثال مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:
توانايي قطعه در برابر تحمل ضربه بدون وقوع شكست.
حداكثر نيرو مورد نياز براي ايجاد شكست.
ميزان انرژي مصرفي به هنگام شكست بر حسب واحد جرم قطعه.
منظور از ضربه، اعمال نيروهايي با سرعت ۱ تا m/sec 10 مي‌باشد. اعمال ضربه مي‌تواند در راستاي صفحه يا درون صفحه و يا بيرون صفحه باشد. ضربات خارج از صفحه با سرعت فوق مي‌تواند در توانايي قطعه براي تحمل نيرو و تغييرات متعاقب ضربه را نشان دهد.
روش‌های ارزيابي مقاومت به ضربه چندسازه نيز به دو دسته تقسيم مي-شوند. متداول‌ترين آزمون‌هاي ضربه در درون صفحه آزمون‌هاي ايزود مي‌باشد.
نمونه در راستاي طول، بطوري كه پهناي آن جلوي چكش اعمال ضربه دستگاه قرار گيرد، در دستگاه قرار داده مي‌شود. پس از اعمال ضربه عدد خوانده شده و ميزان مقاومت به ضربه آن از طريق فرمول زير محاسبه گردد بر حسب (j/m):
ضربه به مقاومت=(شده خواند عدد-۰٫۱۱)/(پهنا (mm))*1000
آزمون جذب آب و واكشيدگي طبق دستورالعمل ۹۸-۵۷۰D آيين نامه ASTM بشرح ذيل است.
نمونه‌ها را قبل از قرار دادن در آب با ترازوي با دقت ۰۰۰۱/۰ توزين كرده و سپس در آب مقطر قرار مي‌دهيم، پس از ۲ و ۲۴ ساعت مجدداً آنها را وزن ميكنيم. ميزان جذب آب آن از طريق فرمولو زير محاسبه مي‌گردد:
(وري غوطه از بعد وزن- وري غوطه از قبل وزن )/(وري غوطه از قبل وزن)*۱۰۰=آب جذب درصد
براي انجام آزمون درصد واكشيدگي ضخامت نيز ابتدا ضخامت نمونه را در يك نقطه مشخص تعيين كرده و بعد نمونه را داخل آب مقطر قرار مي‌دهيم پس از ۲ و ۲۴ ساعت ضخامت را در همان مكان مشخص شده تعيين ميكنيم. درصد واكشيدگي طبق فرمول زير بدست مي‌آيد:
(وري غوطه از بعد ضخامت-وري غوطه از قبل ضخامت)/(وري غوطه از قبل ضخامت)*۱۰۰=ضخامت درواكشيدگي درصد
بدین ترتیب در تحقیقات علمی براساس روش‌های آزمونی فوق و روش‌های مختلف تجزیه و تحلیل آماری به بررسی شرایط تولید آزمایشی در رابطه با تولید کامپوزیت چوب پلاستیک پرداخته می‌شود.
