بررسي خصوصيات آكوستيك و حرارتي پانل هاي ساخته‌شده از پرك و الياف بازيافتي تهيه‌شده از بطري هاي پلي استر

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

كارشناسي ارشد

افزايش روزافزون مصرف پلاستيك‌هاي يك‌بارمصرف و به‌ويژه بطري‌هاي پلي‌اتيلن ترفتالات (PET)، يكي از چالش‌هاي مهم زيست‌محيطي در جهان معاصر به شمار مي‌رود. دفع نامناسب اين ضايعات موجب انباشت گسترده در محيط‌هاي طبيعي و ايجاد آسيب‌هاي جدي به اكوسيستم‌ها مي‌شود. از سوي ديگر، هم‌زمان با رشد شهرنشيني و صنعتي‌شدن، نياز به مصالح ساختماني كارآمد با قابليت عايق‌بندي صوتي و حرارتي بيش از پيش احساس مي‌شود. در اين راستا، استفاده از مواد بازيافتي به‌عنوان جايگزيني پايدار براي مواد اوليه متداول، مي‌تواند علاوه بر كاهش اثرات منفي زيست‌محيطي، منجر به توليد محصولات چندمنظوره و اقتصادي گردد. پژوهش حاضر با هدف بررسي هم‌زمان ويژگي‌هاي آكوستيكي و حرارتي پانل‌هاي ساخته‌شده از پرك و الياف بازيافتي پلي‌استر حاصل از بطري‌هاي PET انجام گرفت؛ موضوعي كه تاكنون در تحقيقات پيشين يا به‌طور مستقل مطالعه شده بود و يا به تركيب اين دو نوع ماده پرداخته نشده بود. در اين تحقيق، سه گروه نمونه شامل پانل‌هاي اليافي، پانل‌هاي پركي و پانل‌هاي تركيبي الياف-پرك طراحي و توليد شدند. ضخامت نمونه‌ها در چهار سطح (10، 20، 30 و 40 ميلي‌متر) و چگالي در چهار سطح (100، 180، 260 و 340 كيلوگرم بر مترمكعب) تغيير داده شد تا اثر اين پارامترها بر خصوصيات آكوستيكي و حرارتي مورد بررسي قرار گيرد. آزمون جذب صوت با استفاده از لوله امپدانس دو ميكروفونه مطابق با استاندارد ASTM E1050 انجام شد و هدايت حرارتي و مقاومت حرارتي نيز با روش صفحه داغ محافظت‌شده اندازه‌گيري گرديد. نتايج آكوستيكي نشان داد كه افزايش ضخامت در تمامي نمونه‌ها به‌طور كلي موجب ارتقاي ميانگين ضريب جذب صوت( SAA) مي‌شود. در ضخامت‌هاي بالا (30 و 40 ميلي‌متر)، نمونه‌هاي با چگالي متوسط (180 و 260 كيلوگرم بر مترمكعب) بهترين عملكرد را ارائه دادند، در حالي‌كه در ضخامت‌هاي كم (10 و 20 ميلي‌متر) افزايش چگالي تأثير مثبت داشت. پانل‌هاي ساخته‌شده صرفاً از پرك عملكرد ضعيف‌تري نسبت به نمونه‌هاي اليافي نشان دادند. در نمونه‌هاي تركيبي، ترتيب قرارگيري لايه‌ها نقش تعيين‌كننده داشت. در چگالي‌هاي پايين، ورود صوت از سمت الياف جذب بيشتري ايجاد كرد، اما در چگالي‌هاي بالا، برخورد صوت از سمت پرك كارايي بيشتري به همراه داشت. از نظر حرارتي، افزايش ضخامت تأثيري بر ضريب هدايت حرارتي مؤثر نشان نداد وليكن موجب افزايش مقاومت حرارتي گرديد. نمونه‌هاي با چگالي پايين به دليل داشتن تخلخل بيشتر و حبس هواي فراوان‌تر، عملكرد حرارتي مطلوب‌تري داشتند. در مقابل، افزايش چگالي موجب رشد ضريب هدايت حرارتي مؤثر شد. نمونه‌هاي تركيبي با لايه اليافي ضخيم‌تر (30 ميلي‌متر) و لايه پركي نازك‌تر (10 ميلي‌متر) بهترين رفتار حرارتي را ارائه كردند، در حالي كه ساختارهاي معكوس (لايه اليافي نازك و پرك ضخيم) كارايي كمتري داشتند. به‌طور كلي، اين پژوهش نشان داد كه پانل‌هاي ساخته‌شده از ضايعات PET مي‌توانند هم‌زمان خصوصيات آكوستيكي و حرارتي قابل قبولي ارائه دهند، به شرط آنكه ضخامت، چگالي و ترتيب لايه‌ها به‌صورت بهينه انتخاب شوند. بهينه‌ترين شرايط آكوستيكي در نمونه‌هاي اليافي با ضخامت 40 ميلي‌متر و چگالي 180 كيلوگرم بر مترمكعب به دست آمد كه ميانگين ضريب جذب صوت بالاتر از 64/0 داشتند. از نظر حرارتي نيز بهترين عملكرد مربوط به نمونه‌هاي با ضخامت بيشتر و چگالي پايين‌تر (ضريب هدايت حرارتي مؤثر 0315/0 وات بر متر كلوين) بود. نوآوري اصلي اين تحقيق در بررسي هم‌زمان دو ويژگي آكوستيكي و حرارتي در پانل‌هاي اليافي، پركي و تركيبي حاصل از ضايعات PET نهفته است. نتايج اين پژوهش علاوه بر غناي علمي، از نظر كاربردي نيز ارزشمند است و مي‌تواند زمينه‌ساز توسعه مصالح ساختماني پايدار، كاهش ضايعات پلاستيكي، ارتقاي بهره‌وري انرژي و بهبود آسايش حرارتي و صوتي در فضاهاي مسكوني و كاري باشد.

235741

تكنولوژي نساجي

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان