فهرست مطالب

علوم و تکنولوژی پلیمر - سال سی و سوم شماره 4 (پیاپی 168، مهر و آبان 1399)

دو ماهنامه علوم و تکنولوژی پلیمر
سال سی و سوم شماره 4 (پیاپی 168، مهر و آبان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/08/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • زینب فلاح نژاد، غلامرضا باکری جعفرکلایی*، احمد فوزی اسماعیل صفحات 294-307

    فرضیه: امروزه غشاهای نانوفیلتری به طور گسترده در زمینه نمک زدایی و تصفیه آب به کار گرفته می شوند. اما، باید برخی مشکلات شایان توجه در زمینه نمک زدایی از قبیل شار و پس زنی کم را با کاربرد نانومواد اصلاح شده کنترل کرد. پژوهش های مختلفی در این زمینه انجام شده است، اما اهمیت موضوع، انجام پژوهش های بیشتر را در این زمینه ضروری می کند. روش ها: غشاهای نانوکامپوزیتی لایه نازک دارای نانولوله های تیتانیم اکسید و نیز نانولوله های تیتانیم اکسید اصلاح شده بررسی شدند. بدین ترتیب که پس از تهیه نانولوله ها، سطح داخلی آن ها اصلاح و پس از تهیه غشا، مقدار تراوایی (عبوردهی) آب و پس زنی یون های تک و دوظرفیتی به وسیله غشا اندازه گیری شد. همچنین، نانولوله های اولیه و اصلاح شده با طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR) و آزمون اندازه گیری سطح ویژه (Brunauer-Emmett-Teller, BET) بررسی شدند. شکل شناسی و ساختار غشاهای لایه نازک با میکروسکوپی الکترونی پویشی نشر میدانی (FE-SEM) ارزیابی شد.یافته ها: عملکرد غشاهای لایه نازک پلی آمیدی با آزمون های تراوایی آب خالص، زاویه تماس، شار تراوایی خوراک و مقدار پس زنی یون های سدیم و مس ارزیابی شد. بیشینه مقدار شار آب خالص (26.5L/m2h) برای غشا دارای %0.05 وزنی نانولوله اصلاح نشده، با %73.2 افزایش در مقایسه با غشای خالص به دلیل آب دوستی نانولوله ها و ایجاد منفذهای کوچک در سطح غشا به دست آمد. بیشینه پس زنی یون سدیم (%93.11) برای غشا دارای %0.2 وزنی نانولوله اصلاح شده به دلیل کاهش قطر نانولوله های اصلاح شده و تامین سد انرژی لازم برای پس زنی نمک ها به دست آمد.

    کلیدواژگان: غشای نانوفیلتری، نانولوله، تیتانیم اکسید، تراوایی، پس زنی
  • رضا حداد*، مهدی دوستی، حجت الله هادی صفحات 308-317

    فرضیه: در مطالعه حاضر، برای توسعه کاربرد نانوالیاف دارای نانوخوشه {Mo132}در زمینه های مختلف شامل استفاده در ماسک های تنفسی و لباس های جاذب آلاینده تلاش شده است. روش ها: نانوالیاف پلی آکریلونیتریل- {Mo132} با میانگین قطر حدود 150nm با فرایند الکتروریسی بهینه سازی شده با روش های طراحی آزمون نظیر روش تاگوچی و طرح مرکب مرکزی تهیه شدند. شکل شناسی و ساختار شیمیایی نانوالیاف با روش های میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) و عبوری (TEM) و طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR) مطالعه و وجود نانوخوشه {Mo132} در ساختار نانوالیاف با طیف سنجی UV-Vis تایید شد. تعیین قطر و تعداد گره های نانوالیاف با نرم افزار پردازش عکس انجام شد. نانوالیاف نهایی بر اساس شرایط بهینه الکتروریسی تولید و عملکرد آن ها بررسی شد. یافته ها: شرایط بهینه فرایند الکتروریسی شامل غلظت %10wt، ولتاژ  16kV و فاصله 10cm بود. افزودن {Mo132} به نانوالیاف پلی آکریلونیتریل موجب بهبود خواص نانوالیاف و عملکرد آن ها در جذب ذرات شد. بررسی خواص نانوالیاف نشان داد، نانوذرات به خوبی با چسبندگی مناسب روی سطح پلیمر توزیع شدند. از برتری های این نانوالیاف می توان به توان جذب زیاد، روش سنتز سریع، هزینه کم، زیست سازگاری و سمی نبودن اشاره کرد. هدف نهایی این پژوهش، طراحی و تولید نانوالیافی کارآمد برای جذب ذرات معلق و آلاینده های شیمیایی به منظور استفاده پلیس و سایر افراد جامعه است. این نانوالیاف در سرعت جریان  5L/min  کارایی حدود %93، کاهش فشار تقریبا صفر و فاکتور کیفیت حدود 4.5 نشان دادند که در شرایط آزمایشگاهی مطالعه حاضر به عنوان بستر کنترلی ذرات معرفی می شود.

    کلیدواژگان: نانوالیاف، ذرات معلق، پلی اکسومولیبدات، تصفیه هوا، پلی آکریلونیتریل
  • زینب کرمی، محمدجلال ظهوریان مهر* صفحات 318-331

    فرضیه: مواد جاذب حلال های آلی (ارگانوژل ها)، شبکه های درشت مولکولی آب گریز با قابلیت جذب و نگه داری حلال های آلی هستند. این مواد در کاربردهای مختلفی از جمله تولید ژل های ضدعفونی مصرفی در پزشکی و بهداشت عمومی، استفاده می شوند. مقاله حاضر، گزارشی مقدماتی درباره تبدیل رزین اپوکسی (DGEBA) به ارگانو ژل ابرجاذب جدید دارای گروه های فوران و تری آزول است.روش ها: ارگانوژل، طی چهار مرحله اصلی از رزین اپوکسی و فوفوریل الکل تهیه شد. رزین اپوکسی، به ترتیب فورفوریل دار، ایزوسیانات دار و پروپارژیل دار شد. محصول نهایی، طی واکنش پلیمرشدن حلقه زایی 3،1-دوقطبی، ترکیب دی آزید تهیه شده از اپی کلروهیدرین با ترکیب پروپارژیل دار به دست آمد. ترکیب حدواسط و محصول نهایی با طیف نمایی FTIR شناسایی شدند. محصول نهایی با میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و گرماوزن سنجی (TGA) ارزیابی شد. رفتار ریولوژیکی در حلال N-متیل پیرولیدون (NMP) بررسی و ظرفیت تورم ارگانوژل نیز در حلال های مختلف اندازه گیری شد.یافته ها: ارگانو ژل پلیمری جدید بدون استفاده از عامل شبکه ای کننده مجزا تهیه شد. ذرات خشک شده آن دارای ساختاری متخلخل با میانگین قطر 680nm بودند. تورم، با کاهش گرانروی و افزایش قطبیت حلال، افزایش می یابد. رفتار ابرتورمی به طور عمده، به تلفیقی از اتصالات عرضی محدود و نیز برهم کنش های ابرامولکولی میان گروه های عاملی پلیمر-پلیمر و پلیمر-حلال نسبت داده شد. ظرفیت جذب و ژل سازی حلال های قطبی با این ارگانوژل، بسیار زیاد است. ظرفیت تورم ارگانوژل در حلال ها به ترتیب اتیلن گلیکول ˃ کلروفرم ˃ اتانول ˃ استونیتریل ˃ دی متیل فرمامید ˃ دی متیل استامید ˃ دی متیل سولفوکسید ˃ NMP بود. به عنوان مثال، هر گرم از این ارگانو ژل می تواند در زمان حدود 1h، حدود 145g اتانول و 1853g از NMP را جذب کند و به حالت ژل درآید. پیش بینی می شود، گروه های 3،2،1-تری آزول، خاصیت ضدباکتری را به این ارگانو ژل القا می کنند.

    کلیدواژگان: ارگانوژل، رزین اپوکسی، حلقه زایی، فورفوریل الکل، ژل ساز پلیمری
  • مریم داره، محمدحسین بهشتی*، سعید بازگیر صفحات 332-341

    فرضیه: اثر چهار شتاب دهنده 6،4،2-تریس (دی متیل آمینومتیل) فنول (DMP30)، 2-متیل ایمیدازول (2MI)، 2-فنیل ایمیدازول (2PhI) و کربونیل دی ایمیدازول (CDI) با دو مقدار 0.6 و 1phr بر رفتار پخت رزین اپوکسی بر پایه دی گلیسیدیل اتر بیس فنول A و عامل پخت جامد دی سیان دی آمید یا دایسی مطالعه و بررسی شد. بدیهی است، با تغییر نوع و مقدار شتاب دهنده می توان واکنش پذیری و رفتار پخت سامانه اپوکسی-دایسی را کنترل کرد.روش ها: از اندازه گیری تغییرات گرانروی برحسب زمان، زمان ژل شدن در سه دمای 110، 120 و 130 درجه سلسیوس چسبناکی، گرماسنجی پویشی تفاضلی ناهم دما و شناسایی دمای انتقال شیشه ای برای مطالعه واکنش پذیری و رفتار پخت سامانه اپوکسی-دایسی استفاده  شد.یافته ها: شتاب دهنده CDI با مقدار phr 0.6 بیشترین عمر مفید را در میان سایر شتاب دهنده ها نشان داد. با افزایش مقدار شتاب دهنده به ویژه هنگام استفاده از CDI، عمر مفید فرمول بندی ها کاهش یافت. اختلاف در عمر مفید برای 2PhI کمترین مقدار بود و برای 2MI تغییری نکرد. داده های زمان ژل شدن نشان داد، واکنش پذیری شتاب دهنده های مختلف در دمای زیاد به ترتیب 2MI > DMP30 > CDI > 2PhI است. نتایج آزمون DSC نشان داد، با افزایش مقدار شتاب دهنده، نیم رخ پخت تیزتر شد و گرمای واکنش (ΔH) افزایش و دمای انتقال شیشه ای (Tg) به مقدار شایان توجهی کاهش یافت. نتایج DSC نشان داد، ترتیب واکنش پذیری شتاب دهنده های مختلف 2MI > CDI> DMP30 > 2PhI است. به عبارت دیگر، 2PhI کمترین واکنش پذیری و تیزترین نیم رخ پخت اما 2MI بیشترین واکنش پذیری با رفتار پخت پهن را نشان داد. بنابراین به نظر می رسد، شتاب دهنده CDI با مقدار 0.6phr به دلیل بیشترین عمر مفید در دمای محیط، سرعت پخت زیاد و داشتن بیشترین Tg بهترین شتاب دهنده باشد.

    کلیدواژگان: اپوکسی، دی سیان دی آمید، شتاب دهنده، پخت، دمای انتقال شیشه ای
  • میرحمیدرضا قریشی*، فرود عباسی سورکی صفحات 342-353

    فرضیه : مدل سه جزیی بر پایه ترکیب سه معادله  ابرگرانروکشسان هشت زنجیر، Bergstrom-Boyce  و نرم شدگی تنش Ogden-Roxburgh (اثر Mullins) برای مطالعه رفتار مکانیکی آمیزه های لاستیکی پایه SBR پر شده با دوده  انتخاب شد.روش ها: سه آمیزه لاستیکی بر پایه کایوچوی E-SBR پر شده با سه مقدار مختلف دوده (20، 40 و 60phr)، ساخته و به شکل ورقه پخت شدند. سپس، نمونه های دمبلی شکل (مطابق استانداد ASTM D412 C) از روی ورقه های مزبور تهیه و تحت سه چرخه آزمون کششی رفت و برگشتی با سرعت های 100 و 500mm/min  قرار گرفتند. به منظور مطالعه اثر نرم شدگی تنش مقدار کشیدگی به نحوی اعمال شد که در هر چرخه مقدار کشیدگی نهایی نسبت به چرخه پیشین افزایش یابد. آزمون تراکم پذیری نیز برای تعیین مدول توده لاستیک روی نمونه ها انجام شد. داده های تنش-کرنش به دست آمده وارد نرم افزار MCalibration شد و پارامترهای مدل با برازش غیرخطی به دست آمدند که در آن از سه الگوریتم بهینه سازی استفاده شده بود.یافته ها: مطابقت بسیار خوبی میان اندازه گیری تجربی و داده های تنش-کرنش پیش بینی شده برای آمیزه های پرشده با مقدارهای کم تا متوسط دوده به دست آمد. از سوی دیگر، برای مقدارهای بیشتر پرکننده که به آستانه پرانشت نزدیک می شود، از مقدار انطباق کم شده که به معنی نیاز به توسعه مدل جداگانه ای برای درنظر گرفتن شبکه پرکننده است. همچنین ارتباط کاملا معناداری میان پارامترهای مدل و مقدار پرکننده وجود دارد.

    کلیدواژگان: کائوچوی SBR، مدل هشت-زنجیر Bergstrom-Boyce، اثر Mullins، نرم افزار MCablibration، دوده
  • سارا علیرضایی شهرکی، سهیل داریوشی*، محمدحسین بهشتی صفحات 354-365

    فرضیه: چندلایه ای های فلز-الیاف (FMLs) از ورقه های فلزی و لایه های کامپوزیت الیافی متصل شده به یکدیگر با رزین پلیمری، تشکیل می شوند. هدف از این پژوهش، بررسی خواص خمشی چندلایه ای های فلز-الیاف دوستدار محیط زیست و مقرون به صرفه از نظر اقتصادی است. در دهه های اخیر، کامپوزیت های الیاف طبیعی به دلیل تجدیدپذیری و بازیافت پذیری و هزینه کم مورد توجه قرار گرفته اند و کاربرد آن ها در صنایع رو به رشد است. ترکیب کامپوزیت های طبیعی با لایه های آلومینیم و ساخت چندلایه ای های فلز-الیاف طبیعی می تواند موجب بهبود خواص مکانیکی و افزایش مقاومت در برابر عامل های محیطی مانند رطوبت، گرما و نور خورشید شود. روش ها:  چندلایه ای های فلز-الیاف بر پایه الیاف کنف و نیز کامپوزیت های دارای الیاف کنف با دو نوع رزین اپوکسی و وینیل استر با روش لایه گذاری دستی ساخته شدند. خواص خمشی کامپوزیت ها و چندلایه ای های فلز-الیاف تهیه شده با آزمون خمش سه نقطه ای بررسی شد. پس از انجام آزمون های مکانیکی عکس های میکروسکوپ الکترونی پویشی برای بررسی سطح شکست تهیه شد. برای مقایسه، نمونه های مشابه با استفاده از الیاف شیشه با روش لایه گذاری دستی نیز ساخته و بررسی شدند.یافته ها: نتایج آزمون ها نشان داد، استفاده از لایه های آلومینیم در کنار کامپوزیت های دارای الیاف کنف موجب افزایش مدول خمشی و استحکام نهایی نمونه ها می شود. نمونه های ساخته شده با رزین وینیل استر به دلیل برقراری اتصال مناسب با الیاف کنف و نیز نفوذ به فضای خالی داخل الیاف، خواص خمشی بهتری نسبت به کامپوزیت های با ماتریس اپوکسی داشتند. افزون بر این، عکس های میکروسکوپی الکترونی پویشی نشان داد، به دلیل وجود ناصافی سطح و شکل ویژه الیاف کنف، چسبندگی بهتری میان الیاف کنف با رزین وینیل استر و اپوکسی در مقایسه با الیاف شیشه ایجاد شده است.

    کلیدواژگان: چندلایه ای های فلز-الیاف، الیاف کنف، آلومینیم، دوستدار محیط زیست، کامپوزیت الیاف طبیعی
|
  • Zeinab Fallahnejad, Gholamreza Bakeri Jafarkolaei *, Ahmad Fauzi Ismail Pages 294-307

    Hypothesis:

     Nowadays, nanofiltration membranes are used extensively in desalination and water treatment, but some major drawbacks in the desalination such as low flux and rejection should be handled through application of modified nanomaterials. A number of research works have been done in this field but the importance of the subject makes more studies in this field indispensable.

    Methods

    Thin film nanocomposite membranes containing titanium oxide nanotubes and modified titanium oxide nanotubes were evaluated in this study which after synthesis of the nanotubes, their inner surface was modified and after synthesizing the membranes, the membranes’ water permeability and rejection of the monovalent and divalent ions were measured. Furthermore, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Brunauer-Emmett-Teller (BET) tests were used to study the neat and modified nanotubes. Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) analysis was used to study the morphology and structure of these thin film membranes.

    Findings

    The performance of polyamide thin film membranes was evaluated by pure water permeation test, contact angle test, permeation flux of the feed and rejection of sodium and copper ions. Due to the hydrophilicity of the nanotubes and formation of small pore on the membrane surface, the maximum pure water flux (26.5 L/m2h) was obtained for the membrane containing 0.05% (wt) unmodified nanotube; an increase of 73.2% compared to its neat membrane. Due to the reduced diameter of the modified nanotubes and providing sufficient energy barrier for the salts to be rejected, the maximum sodium ion rejection (93.11%) was obtained for the membrane containing 0.2% (wt) modified nanotubes.

    Keywords: nanofiltration membrane, nanotube, titanium oxide, permeation, rejection
  • Reza Haddad *, Mehdi Doosti Telgerd, Hojjatallah Hadi Pages 308-317

    Hypothesis: 

    The present study attempts to develop application of nanofibers containing nanocluster {Mo132} in respiratory masks and absorbent clothing.

    Methods

    Nanofibers polyacrylonitrile-{Mo132} with an average diameter of about 150 nm was produced through electrospinning process which was optimized by experimental design methods such as Taguchi and Central Composite Design (CCD) methods. The morphology and chemical structure of nanofibers were studied using scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) techniques. The presence of nanocluster {Mo132} in the nanofiber structure was confirmed by UV-Vis spectroscopy. The nanofiber diameter and number of nodes were determined by image processing software. The final nanofilter was prepared based on the optimized electrospinning conditions and its performance was tested.

    Findings

    The optimized conditions of the elecrospinning process are 10% (wt) concentration, 16 kV voltage, and 10 cm distance. The addition of {Mo132} to the polyacrylonitrile nanofibers improved the properties of nanofibers and their particles' adsorbtion performance. Investigation of nanofiber properties showed that nanoparticles were well distributed with good adhesion on the polymer surface. High adsorption power, fast synthetic method, low cost, biocompatibility and non-toxicity are advantages of our nanofiber structure. The ultimate goal of this research is to design and produce high-performance nanofibers to adsorb suspended particles and chemical pollutants used by police and other members of community. These nanofibers at a flow rate of 5 L/min showed an efficiency of about 93%, a pressure reduction of almost zero and a quality factor of about 4.5, which in the laboratory conditions of the present study is introduced as a particle control medium.

    Keywords: nanofiber, particulate matter, polyoxomolybdate, air purification, polyacrylonitrile
  • Zeinab Karami, MohammadJalal Zohuriaan Mehr * Pages 318-331

    Hypothesis: 

    Organogels are hydrophobic macromolecular networks with ability to absorb and retain organic solvents. They have been used in various applications, e.g., production of disinfectant hygienic gels used in medicine and public health. The present paper is a preliminary report on the conversion of common epoxy resin (DGEBA) into a new superabsorbent organogel containing functional groups of furan, carbamate, and triazole.

    Methods

    The organogel was synthesized through a four-step strategy from epoxy resin and furfuryl alcohol. The furfurylated epoxy resin was converted to an isocyanate-terminated compound that then converted into a propargyl-terminated intermediate. The final product was produced by 1,3-dipolar cycloaddition polymerization reaction of a propargylated compound and a diazide compound prepared from epichlorohydrin. The intermediate compounds and the final product were characterized by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The final product was characterized by scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). Rheological behavior in solvent N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was preliminarily studied and swelling capacity of the organogel was determined in various solvents.

    Findings

    A novel polymeric organogel was synthesized without using a particular crosslinker. Its dried particles were found to have porosity with a pore diameter of ~680 nm. The organogel showed increased swelling capacity with dropping of solvent viscosity and increasing of solvent polarity. The high solvent uptake and storage capacity by this organogel has supported it as a superabsorbent organogelator. Its swelling capacity was determined in the solvents to be in order: ethylene glycol < chloroform < ethanol < acetonitrile < dimethylformamide < dimethylacetamide < dimethylsulfoxide < NMP. For instance, each gram of the organogel can absorb and gelate ~145 g ethanol, or ~1853 g NMP, within ~1 h. The super-swelling behavior of this solvent-retaining network was preliminarily attributed to a combination of limited crosslinkages as well as some polymer-polymer and polymer-solvent supramolecular interactions. The presence of 1,2,3-triazole groups is also expected to induce antibacterial properties in this organogel.

    Keywords: organogel, epoxy resin, cycloaddition, furfuryl alcohol, polymer gelator
  • Maryam Dareh, MohamadHosain Beheshty *, Saeed Bazgir Pages 332-341

    Hypothesis: 

    The effects of four accelerators 2,4,6-tris(dimethyl aminomethyl) phenol (DMP30), 2-methylimidazole (2MI), 2-phenylimidazole (2PhI) and carbonyldiimidazole (CDI) at 0.6 and 1 phr contents on the curing behavior of a diglycidyl ether of bisphenol A epoxy resin and dicyandiamide (dicy), a  solid curing agent, was investigated. Obviously, by changing the type and amount of accelerator, the reactivity and curing behavior of the epoxy/daisy system can be controlled.

    Methods

    Measuring the viscosity build-up versus time, gelation time measurement at 110, 120 and 130°C, tack, non-isothermal differential scanning calorimetry (DSC) and glass transition temperature characterization were used to study the reactivity and curing behavior of epoxy/dicy system.

    Findings

    The CDI accelerator at 0.6 phr content showed the highest pot-life. The pot-life of formulations decreased by increasing the amount of accelerator particularly when CDI was used. This difference in pot-life was lower for 2PhI and was not changed for 2MI. Gel-time data showed that the reactivity of different accelerators at high temperature was in order: 2MI > DMP30 > CDI > 2PhI. DSC test results showed that by increasing the amount of accelerator the heat of reaction increased, curing profile became sharp and glass transition temperature remarkably decreased. The broadest curing profile of 14°C also was seen for CDI. The DSC results showed that the reactivity of different accelerators was in order: 2MI > CDI > DMP30 > 2PhI. In other words, 2PhI showed the lowest activity and the sharpest curing profile and 2MI showed the highest activity with the wide curing behavior. It seems that the CDI accelerator at 0.6 phr content would be the best accelerator regarding the highest pot-life at room temperature, high curing rate and maximum Tg.

    Keywords: epoxy, dicyandiamide, accelerator, curing, glass transition temperature
  • MirHamidReza Ghoreishy *, Foroud Abbassi Sourki Pages 342-353

    Hypothesis:

     A three-component material model based on the combination of three hyper-viscoelastic equations,eight-chain constitutive equation, Bergstrom-Boyce relation and Ogden-Roxburgh stress softening model (Mullins effect)  was selected to study the mechanical behavior of various SBR/CB (carbon black) filled rubber compounds.

    Methods

    Three rubber compounds based on E-SBR were prepared using different carbon black contents (20, 40 and 60 phr) and cured into rubber sheets. The rubber test specimens (ASTM D412 C) were then cut and underwent cyclic tensile tests at two extension rates of 500 and 100 mm/min. In order to show the stress softening behavior, three cycles were selected in a way that the maximum stretch at each cycle was increased consecutively. The volumetric tests were also carried out to determine the bulk modulus of the samples. The stress-strain data were calibrated using MCalibration software in which three different optimization algorithms were utilized to compute the parameters of the models.  

    Findings

    Very good agreements were found between experimentally measured and predicted stress-strain data for low and medium CB filled compounds. However, for highly filled compounds there were some discrepancies at higher extensions, which may be due to the formation of a strong filler network and percolation threshold. This indicates that we may need another modeling component to be incorporated into main model for the description of the mechanical behavior of the filler-filler network itself. Moreover, it is found that there is good correlation between variation of the model parameters and filler content.

    Keywords: SBR, eight-chain Bergstrom-Boyce model, Mullins effect, MCalibration, carbon black
  • Sara Alirezaei Shahraki, Soheil Dariushi *, MohammadHosain Beheshty Pages 354-365

    Hypothesis: 

    Fiber metal laminates (FMLs) are made up of fibrous composites layers and metal sheets that are stacked alternatively and joined together with polymeric resin. The purpose of this study is to investigate the flexural properties of environmental friendly and cost-effective fiber metal laminates. In recent decades, natural fiber composites have become popular due to their recyclability, renewability and low cost, and their applications in various industries are growing. Combining natural composites with aluminum layers and manufacturing fiber metal laminates led to improved mechanical properties and increased resistance to environmental factors such as moisture, heat and sunlight.

    Methods

    Jute fiber-based fiber metal laminates and composites containing jute fibers were made using epoxy and vinyl ester resins by hand lay-up method. The flexural properties of composites and fiber metal laminates were investigated using a three-point bending test. After performing mechanical tests, scanning electron microscopy images were prepared to check the fracture surface. For comparison, similar samples were made and tested using glass fibers.

    Findings

    The results of the tests showed that the use of aluminum layers along with composites containing jute fibers increases the flexural modulus and the ultimate strength of the samples. Samples made with vinyl ester resin had better bending properties than epoxy matrix composites due to proper bonding between jute fibers and vinyl ester. The vinyl ester resin could penetrate into the void space inside the jute fibers. In addition, scanning electron microscopy images showed that due to the rough surface and special form of jute fibers, better adhesion was created between the jute fibers with vinyl ester resin and epoxy in comparison with glass fibers.

    Keywords: fiber metal laminate, jute fiber, aluminum, eco-friendly, natural fibers composites