Оптимізація механічних властивостей епоксидних композитів з мікронаповнювачем з перероблених поліуретанових відходів з використанням сірого реляційного аналізу і методу тагучі

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.252719

Ключові слова:

переробка відходів поліуретану/контейнерів-розкладачок, механічні властивості, теплопровідність, метод Тагучі

Анотація

Досліджено механічні властивості та теплопровідність епоксидних композитів, армованих мікронаповнювачем з перероблених відходів контейнерів-розкладачок (RCCF). Проведено дослідження для визначення впливу двох змінних, а саме часу нагріву (HT) в діапазоні 2, 4, 6 хв. та мас. % в діапазоні 1%, 2%, 4% перероблених відходів контейнерів-розкладачок, що використовувалися в якості армуючого наповнювача епоксидних композитів. Переробка поліуретанових відходів спрямована на контроль та підтримку екологічно чистого навколишнього середовища, що в даний час вважається складним завданням на додачу до зниження витрат при отриманні композитів. У відповідності з методом нагрівання без горіння відходи контейнерів-розкладачок були переведені з природного пластичного стану в тверді речовини, з яких потім отримують мікронаповнювач розміром 75 мкм шляхом подрібнення. Композити були класифіковані за допомогою сірого реляційного аналізу (GRA). Методом Тагучі було проаналізовано вплив кожного контрольного параметра на змінні відгуку. За допомогою програмного забезпечення MINITAB 19, були отримані рівняння регресії для кожної змінної механічних властивостей і теплопровідності для прогнозування властивостей епоксидних композитів. За результатами додавання перероблених відходів контейнерів-розкладачок до епоксидної смоли показано покращення механічних властивостей і теплопровідності композитів. Оптимальне значення двох факторів склало HT2wt2, тобто HT і мас. % 4 хв та 2% відповідно. Значення оптимізації для міцності на вигин, ударної в'язкості, міцності на розтяг, жорсткості і теплопровідності складають 68,2 МПа, 10,348 кДж/м2, 21,08 МПа, 80 по Шору D і 0,504 Вт/м·C° відповідно. Було показано, що запропонований метод Тагучі, заснований на сірому реляційному аналізі, ефективний при вирішенні багатокритеріальних завдань прийняття рішень.

Спонсор дослідження

  • The authors are grateful to the management of Middle Technical University-Baghdad-Iraq for the supporting in research.

Біографії авторів

Salwa A. Abed, Middle Technical University

Doctor of Mechanical Engineering, Assistent Professor

Department of Mechanical Engineering

Ahmad A. Khalaf, Middle Technical University

Master in Mechanical Engineering, Lecturer

Department of Mechanical Engineering

Hayder Mohammed Mnati, Middle Technical University

Master in Mechanical Engineering, Lecturer

Department of Mechanical Engineering

Muammel M. Hanon, MATE University, Szent Istvan Campus

PhD Candidate, Lecturer

Mechanical Engineering Doctoral School

Посилання

  1. Singh, A. K., Bedi, R., Kaith, B. S. (2020). Mechanical properties of composite materials based on waste plastic – A review. Materials Today: Proceedings, 26, 1293–1301. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.02.258
  2. Singh, A. K., Bedi, R., Kaith, B. S. (2021). Composite materials based on recycled polyethylene terephthalate and their properties – A comprehensive review. Composites Part B: Engineering, 219, 108928. doi: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.108928
  3. Fialko, N., Dinzhos, R., Sherenkovskii, J., Meranova, N., Aloshko, S., Izvorska, D. et. al. (2021). Establishment of regularities of influence on the specific heat capacity and thermal diffusivity of polymer nanocomposites of a complex of defining parameters. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (12 (114)), 34–39. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.245274
  4. Adesina, A. Y., Zainelabdeen, I. H., Dalhat, M. A., Mohammed, A. S., Sorour, A. A., Al-Badour, F. A. (2020). Influence of micronized waste tire rubber on the mechanical and tribological properties of epoxy composite coatings. Tribology International, 146, 106244. doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2020.106244
  5. Selvaraj, V., Raghavarshini, T. R., Alagar, M. (2020). Development of Prosopis juliflora carbon-reinforced PET bottle waste-based epoxy-blended bio-phenolic benzoxazine composites for advanced applications. RSC Advances, 10 (10), 5656–5665. doi: https://doi.org/10.1039/c9ra08741a
  6. Khalaf, A. A., Abed, S. A., Alkhfaji, S. S., Al-Obaidi, M. A., Hanon, M. M. (2022). The effect of adding natural materials waste on the mechanical properties and water absorption of epoxy composite using grey relations analysis. EUREKA: Physics and Engineering, 1, 131–142. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2022.001952
  7. Zhang, K., Wang, F., Liang, W., Wang, Z., Duan, Z., Yang, B. (2018). Thermal and Mechanical Properties of Bamboo Fiber Reinforced Epoxy Composites. Polymers, 10 (6), 608. doi: https://doi.org/10.3390/polym10060608
  8. Taguchi, G., Konishi, S. (1987). Taguchi methods orthogonal arrays and linear graphs: tools for quality engineering. American Supplier Institute, 35–38.
  9. Abed, S. A., Khalaf, A. A., Farhan, M., Mahan, H. M. (2018). Influence of Mixing Fine Powder of Tungsten(W) and Nickel (Ni) Upon mechanical Behavior of Resin (Epoxy). Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems, 10 (02), 2290–2295. Available at: https://www.researchgate.net/publication/331225641_Influence_of_Mixing_Fine_Powder_of_TungstenW_and_Nickel_Ni_Upon_Mechanical_Behavior_of_Resin_Epoxy_1
  10. Sahoo, A. K. (2013). Application of response surface methodology on investigating flank wear in machining hardened steel using PVD TiN coated mixed ceramic insert. International Journal of Industrial Engineering Computations, 4 (4), 469–478. doi: https://doi.org/10.5267/j.ijiec.2013.07.001

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-02-27

Як цитувати

Abed, S. A., Khalaf, A. A., Mnati, H. M., & Hanon, M. M. (2022). Оптимізація механічних властивостей епоксидних композитів з мікронаповнювачем з перероблених поліуретанових відходів з використанням сірого реляційного аналізу і методу тагучі. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(12(115), 48–58. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.252719

Номер

Том 1 № 12(115) (2022): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Salwa A. Abed, Ahmad A. Khalaf, Hayder Mohammed Mnati, Muammel M. Hanon

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.