BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  25,096,064
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Khoa học kỹ thuật và công nghệ

BB

Lê Duy Hùng, Phùng Anh Tuân, Nguyễn Phạm Duy Linh(1), Vũ Minh Đức, Nguyễn Thanh Liêm

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MÙN CƯA LÀM CHẤT ĐỘN TRONG CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOZIT TỪ NHỰA POLY(LACTIC ACID) CÓ TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT IN 3D

THE USE OF SAWDUST AS FILLER IN THE MODIFICATION OF POLY(LACTIC ACID) BASED COMPOSITE WITH THE POTENTIAL FOR THE 3D PRINTING APPLICATIONS

Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên

2023

02

20 - 28

Bài báo trình bày phương pháp chế tạo vật liệu compozit sinh học từ nhựa Poly(lactic acid) (PLA) và mùn cưa gỗ. Vật liệu compozit được chế tạo bằng phương pháp đùn hai trục vít. Ảnh hưởng của tỷ lệ mùn cưa đến các tính chất cơ học bao gồm độ bền va đập, độ bền kéo, mô đun Young, độ bền uốn, mô đun uốn và vi cấu trúc của vật liệu cũng được khảo sát. Kết quả khảo sát cho thấy tỷ lệ bột gỗ ảnh hưởng đến tính chất cơ học của vật liệu compozit PLA và bột gỗ. Độ bền va đập của vật liệu compozit PLA cao nhất khi tỷ lệ bột gỗ thêm vào là 15%. Vật liệu compozit PLA trở nên giòn hơn khi tỷ lệ bột gỗ thêm vào lớn hơn 20%, vì độ bền kéo, mô đun kéo và khả năng giãn dài kéo đều giảm. Ngoài ra, độ bền uốn của vật liệu compozit giảm 40% khi tỷ lệ bột gỗ thêm vào là 20%. Phân tích vi cấu trúc cho thấy bột gỗ có xu hướng phân bố đều trong vật liệu compozit ở tỷ lệ dưới 20%. Cuối cùng, khi tỷ lệ bột gỗ thêm vào lớn hơn 20%, bột gỗ sẽ bị kết tụ trong vật liệu compozit.

The paper presents the method for the production of the bio-composite material prepared from Poly(lactic acid) (PLA) and wood sawdust. The bio-composites are produced by the twin-screw extrusion method. The influences of the wood sawdust content on the mechanical properties of the materials, including the impact strength, the tensile strength, Young's modulus, the flexural, flexural modulus, and microscopic observation are studied. The mechanical tests showed that the percent ratio of the wood sawdust effects significantly the mechanical properties of the wood plastic composites. The impact strength of the composite is the highest when the wood sawdust was added at 15 wt%. When the wood sawdust was added at 20 wt% and above, the modified PLA turned out to be more brittle with reductions of the tensile strength, the tensile modulus, and the tensile elongation at break. Furthermore, the flexural strength of the composites containing 20% ​​by weight of wood sawdust is 40% less than that of PLA. Microscopic observations show that composites containing less than 20% by weight of wood sawdust have an even distribution of wood sawdust particles in their structure. Finally, some sawdust particles were observed to agglomerate in composites containing more than 20% by weight of sawdust.

Xem toàn văn
  • [1] Y. Tlegenov; G. S. Hong; W. F. Lu (2018), Nozzle condition monitoring in 3D printing,Robotics and Computer-Integrated Manufacturing
  • [2] J. Nomai; R. Jarapanyacheep; K. Jarukumjorn (2015), Mechanical, Thermal, and Morphological Properties of Sawdust/PLA Composites: Effects of Alkali Treatment and PBAT content,Macromolecular Symposia
  • [3] H. Orelma; A. Tanaka; M. Vuoriluoto; A. Khakalo; A. Korpela (2021), Manufacture of all-wood sawdust-based particle board using ionic liquid-facilitated fusion process,Wood Science and Technology
  • [4] K. A. Adegoke; O. O. Adesina; O. A. Okon-Akan; O. R. Adegoke; A. B. Olabintan; O. A. Ajala; et al. (2022), Sawdust-biomass based materials for sequestration of pollutants and potential for engineering applications,Current Research in Green and Sustainable Chemistry
  • [5] Y. Tao; H. Wang; Z. Li; P. Li; S. Q. Shi (2017), Development and application of wood flour-filled PLA composite filament for 3D printing,Materials
  • [6] X. Song; W. He; H. Qin; S. Yang (2020), Fused Deposition Modeling of PLA/Macadamia Composites — Thermal, Mechanical,Materials
  • [7] Y. Tao; M. Liu; W. Han; P. Li (2021), Waste office paper filled PLA composite filaments for 3D printing,Composites Part B: Engineering
  • [8] M. S. Huda; L. T. Drzal; M. Misra; A. K. Mohanty (2006), Wood-fiber-reinforced PLA composites: Evaluation of the physicomechanical and morphological properties,Journal of Applied Polymer Science
  • [9] D. Chaidas; J. D. Kechagias (2022), An investigation of PLA/W parts quality fabricated by FFF,Materials and Manufacturing Processes
  • [10] S. Li; C. Shi; S. Sun; H. Chan; H. Lu; A. Nilghaz; et al. (2021), Polylactic acid composite with micro/nano-structured white spent coffee grounds for 3D printing,International Journal of Biological Macromolecules
  • [11] Y. Huang; S. Löschke; G. Proust (2021), In the mix: The effect of wood composition on the 3D printability and mechanical performance of wood-plastic composites,Composites Part C: Open Access
  • [12] Babagowda; R. S. Kadadevara Math; R. Goutham; K. R. Srinivas Prasad (2018), Study of Effects on Mechanical Properties of PLA Filament blended with Recycled PLA Materials,IOP Conference Series: Materials Science and Engineering
  • [13] V. Figueroa-Velarde; T. Diaz-Vidal; E. O. Cisneros-López; J. R. Robledo-Ortiz; E. J. López-Naranjo; P. Ortega-Gudiño; et al. (2021), Mechanical and physicochemical properties of 3D-printed agave fibers/PLA biocomposites,Materials
  • [14] A. Wang; R. Qi; C. Xiong; M. Huang (2011), Effects of coupling agent and interfacial modifiers on mechanical properties of PLA and wood flour biocomposites,Iranian Polymer Journal
  • [15] J. Andrzejewski; K. Grad; W. Wiśniewski; J. Szulc (2021), The use of agricultural waste in the modification of PLA-based composites intended for 3D printing applications,Journal of Composites Science
  • [16] C. H. Lee; F. N. B. M. Padzil; S. H. Lee; Z. M. A. A. Ainun; L. C. Abdullah (2021), Potential for natural fiber reinforcement in PLA polymer filaments for fused deposition modeling (FDM): A review,Polymers
  • [17] R. Auras; B. Harte; S. Selke (2004), An Overview of Polylactides as Packaging Materials,Macromolecular Bioscience
  • [18] R. Vardai; T. Lummerstorfer; C. Pretschuh; M. Jerabek; M. Gahleitner; B. Pukanszky; et al. (2019), Impact modification of PP/wood composites: A new approach using hybrid fibers,Express Polymer Letters
  • [19] C. Maraveas (2020), Production of sustainable and biodegradable polymers from agricultural waste,Polymers
  • [20] N. Petchwattana; S. Covavisaruch (2014), Mechanical and morphological properties of wood plastic biocomposites prepared from toughened PLA and rubber wood sawdust,Journal of Bionic Engineering
  • [21] J. R. Dorgan; H. J. Lehermeier; L. I. Palade; J. Cicero (2001), Polylactides: Properties and prospects of an environmentally benign plastic from renewable resources,Macromolecular Symposia
  • [22] L. García-Guzmán; G. Cabrera-Barjas; C. G. Soria-Hernández; J. Castaño; A. Y. Guadarrama-Lezama; S. Rodríguez Llamazares (2022), Progress in Starch-Based Materials for Food Packaging Applications,Polysaccharides
  • [23] P. K. Bajpai; I. Singh; J. Madaan (2014), Development and characterization of PLA-based green composites: A review,Journal of Thermoplastic Composite Materials
  • [24] P. Borysiuk; P. Boruszewski; R. Auriga; L. Danecki; A. Auriga; K. Rybak; et al. (2021), Influence of a bark-filler on the properties of PLA biocomposites,Journal of Materials Science
  • [25] U. Saeed; M. A. Nawaz; H. A. Al-Turaif (2018), Wood flour reinforced biodegradable PBS/PLA composites,Journal of Composite Materials