1023لسنة  -ولس، العدد االداسمجلة القادسيه للعلوم الهندسيه، المجلد ال
 

 1 

 
 
 
 
 

 الخواص الميكانيكية لراتنج البولي ستايرين المقوى بألياف األرمايد  
 محمود عبد حسان

 جامعة القادسية
 مدرس مساعد

 الخالصة
تم في هذا البحث دراسة تأثير التقوية باأللياف على  الخواص الميكانيكية لراتنج البولي ستايرين المقوى بألياف 
األرمايد . لقد شملت هذه الخواص كل من مقاومة الصدمة ومقاومة الشد حيث تم في البداية إستخراج الخواص 

لياف   حيث تم تقوية الراتنج بنس  وننية مختلةة من الميكانيكية لراتنج البولي ستايرين قبل وبعد التقوية باأل
و دراسة تأثير ذلك على الخواص المذكورة. حصل تحسن في  (15% ,30% ,45%,60%)ألياف األرمايد 

قيمة هذه الخواص بعد التقوية باأللياف إضافة إلى نيادة قيمة هذه الخواص مع نيادة نسبة التقوية باأللياف . 
إلى  (37Mpa)ومقاومة الشد من  (160Kj/m2)إلى  (8Kj/m2) فبالنسبة لمقاومة الصدمة إرتةعت من

(328Mpa) على التوالي .60% و 0لتقوية ولنس  ا % 
 

 الكلمات الدالة: المادة المركبة ، الخواص الميكانيكية ، راتنج البولي ستايرين ، ألياف األرمايد .
 

MECHANICAL PROPERTIES OF POLYSTYRENE RESIN 

REINFORCED BY ARAMID FIBERS  
 

Mahmoud A. Hassan  

Al-Qadisiya University  

Assist. Lecturer 
 

 

 

   
ABSTRACT 

In this research the effect of  the reinforcement by fibers on Mechanical properties of polystyrene 

resin reinforced by aramid fibers was studied .The properties included impact strength , tensile 

strength Where the Mechanical properties were extracted for polystyrene resin before reinforcement 

by fibers, then we reinforced the resin by different weight percentage from aramid fibers 

(%15,%30, %45, %60)and studied the effect on the above mechanical properties. An Improvement 

was happened in these properties after reinforcement by fibers The value of mechanical properties 

will increase with increasing percentage of reinforcement . Impact strength increased from(8Kj/m
2
) 

to (160Kj/m
2
) and compressive strength from (37Mpa) to (328Mpa) for reinforcing percentages 0% 

and 70% respectively . 

 
 



 الميكانيكية لراتنج البولي ستايرين المقوى بألياف األرمايدالخواص 

 2 

KEYWORDS: Mechanical Properties, Polystyrene Resin, Aramid Fibers. 

 المقدمة 
. إن عمليفة الفدمج هفذه تختلفف ففي خواصفاا الميكانيكيفة والةينيا يفةتتكون المادة المركبة من دمج مادتين أو أكثر 

مفففادة دديفففدة ذات خفففواص هندسفففية وفينيا يفففة تختلفففف عفففن خفففواص المفففواد الداخلفففة ففففي تففيدإ إلفففى الحصفففول علفففى 
يعتمد اإلستخدام العام للمادة المركبة بشكل كبير على الخواص الميكانيكية والةينيا يفة لافذه المفواد لفذلك  . تركيباا

لمعرفة مفدى مئ مفة  فإن دراسة هذه الخواص تحت تأثير القوى واألحمال في ظروف مختلةة يكتس  أهمية كبيرة
يودد في الطبيعة الكثير مفن األمثلفة علفى المفواد المركبفة ومنافا أليفاف  [.1هذه الخواص لمكان عمل هذه المواد ]

السففليلون مففع مففادة  الخشفف  . أمففا فففي الصففناعة فففإن تقويففة الراتندففات باألليففاف الصففناعية هففي األكثففر إنتشففارا . و 
وتكففون أمففا مففواد معدنيففة متكونففة مففن المعففادن  المففادة األسففا  :[2]همففا لتصففنيع مففادة مركبففة يدفف  تففوفر مففادتين 

وسففبا كاا وتتميففن بثقففل ونناففا ومتانتاففا العاليففة أو قففد تكففون مففواد سففيراميكية والتففي تمتففان بخةففة ونناففا ومقاومتاففا 
 مواد بوليميرية المرتةعة لدردات الحرارة العالية ولكناا ضعيةة المقاومة لقوى الصدم.  كذلك تكون المادة األسا 

نتشفففارا  ل مففا تتميففن بففي مفففن خففواص ميكانيكيففة وحراريففة ديفففدة   ومففن األمثلففة علففى المفففواد  وهففي األكثففر إسففتعمان  واا
يدفف  تففوفر ميففنتين  مففادة التقويففة . المففادة الثانيففة هففيراتففنج البففولي سففتايرين و الةينففول والبففولي أسففتر البوليمريففة 

األسفا  . هنفاك   العالية والمطيليفة المنخةضفة حتفى تسفتطيع تقويفة المفوادأساسيتين في هكذا مواد وهي المقاومة 
عدة طرق للتقوية مناا التقويفة بالفدقا ق  التقويفة بالتشفتت  أمفا أكثفر أسفالي  التقويفة شفيوعا  فافي التقويفة باألليفاف 

شفكال مختلةفة فمنافا مفا يكفون نظرا  لما تتمين بي من قوة كبيرة مقارنفة بفالمواد الراتنديفة   وتكفون األليفاف بفأنوا  وأ
 بشكل مستمر أو مَقطْع أو بشكل ظةا ر محاكة .

         
 خواص المواد المركبة 

تعتمفففد اإلسفففتخدامات العامفففة والاندسفففية للمفففواد المركبفففة إلفففى حفففد بعيفففد علفففى خواصفففاا الميكانيكيفففة والةينيا يفففة مثفففل 
للحفرارة والظفروف البي يفة مثفل الرطوبفة وأشفعة الشفم   مقاومة الشد والمرونفة وقابليفة المفادة للطسفتطالة ومقاومتافا

وغيرها من الخواص التطبيقية اأُلخرى . إن دميع هذه الخواص تعتمد كثيرا  على التركي  الدني في للفراتنج وعلفى 
وننففي الدني ففي وعلففى القففوى الدني يففة . كمففا تعتمففد هففذه الخففواص إلففى حففد كبيففر علففى مففواد التقويففة وعلففى المففواد 

 [ . ومن الخواص المناقشة في هذا البحث ما يأتي :3مثل الحشوات والملدنات]المضافة 
 
 .              (Impact Strength) مقاومة الصدمة -1

ُتعبر مقاومة الصدمة عن قدرة المادة لمقاومة الكسفر تحفت تفأثير حمفل مةفادم   كمفا تعتبفر مقياسفا  لمتانفة المفادة 
تبففدإ أعلففى مقاومففة للصففدمة . ويمكففن تحسففين مقاومففة الصففدمة للراتندففات حيففث المففواد األكثففر متانففة هففي التففي 

بإضافة بعض المحسنات مثل مطاط بيوتادين أو إضافة الملدنات أو بترتي  وتراصف السئسل البوليمريفة ولكفن 
 [ .3أكثر الطرق فاعلية في تحسين مقاومة الصدمة هي التقوية باأللياف]

 

 



 1023لسنة  -ولس، العدد االداسمجلة القادسيه للعلوم الهندسيه، المجلد ال
 

 3 

 . ( Tensile Strength)مقاومة الشد                -1
تعتبر مقاومة الشفد مقياسفا  لقابليفة المفادة علفى مقاومفة القفوى السفاكنة التفي تحفاول سفح  المفادة وكسفرها . تتكفون 
المففواد المركبففة الليةيففة مففن أليففاف قويففة هشففة مةمففورة فففي المففادة األسففا  التففي تتصففف بكوناففا أكثففر مطيليففة . تبففدأ 

خطي في البداية إستدابة للدافد المسفلط ومفع إسفتمرار التحميفل يحصفل إنحفراف  المادة المركبة باإلستطالة بشكل
نتيدففة لوصففول المففادة األسففا  إلففى نقطففة الخضففو  فففي حففين تسففتمر األليففاف باإلسففتطالة و المقاومففة حتففى تناففار 

 [ .4مقاومتاا.وعندما تتاشم المادة األسا  تةشل المادة المركبة كليا ]
 

 الجزء العملي  
 المواد المستخدمة في البحث . -أولا 
 . (1.05g/cm3)راتنج البولي ستايرين وكثافتي -1
 . (1.47g/cm3)( ذات كثافة 0°-54)°. بشكل ظةا ر محاكة  (Aramid Fibers)ألياف األرمايد   -2
 

 نماذج اإلختبارات . -ثانيا  
 . (Impact Specimens)نماذج إختبار الصدمة                 -1

 (ASTM- E23)صنعت حس  المواصةات القياسية  (Charpy Impact)بار الصدمة نو  شاربي نماذج إخت
 (  . 54°وبناوية حن) (mm 0.25)ونصف قطر قاعدة الحن  (mm 0.5)بعمق الحن في النماذج 

 
 . (Tensile Specimens)نماذج إختبار مقاومة الشد            -2

في تصنيع نماذج إختبار مقاومة الشد. ُأستخدم هفذا اإلختبفار  (ISO – R – 527)تم إعتماد المواصةة القياسية 
مففل شففد محففورإ بإتدففاه واحففد   حيففث تففم إسففتخدام داففان اإلختبففارات  لمعرفففة خففواص المففادة المركبففة تحففت تففأثير ح 

مففل    (Universal Instrument)العففام  . ويمكففن حسففا   (KN  20)فففي قيففا  هففذه الخاصففية وبمعففدل ح 
 -التالي:ن القانون مقاومة الشد م

 

A

F
 

 حيث :
 σ                      مقاومة الشد =(N/m2). 
F                       ل المسلط  .(N)= الحم 
A    مساحة المقطع العرضي للنموذج =(m2). 

        
 

             



 الميكانيكية لراتنج البولي ستايرين المقوى بألياف األرمايدالخواص 

 5 

 النتائج والمناقشة  
المركبة أهمية كبيرة في مدفال إسفتخدام هكفذا مفواد   حيفث يدف  أن تكفون قفيم تمتلك الخواص الميكانيكية للمادة 

هففذه الخففواص عاليففة ومقبولففة حتففى تففيدإ عملاففا بكةففا ة . ومففن خففئل هففذه اإلختبففارات التففي ُأدريففت علففى راتففنج 
مثففل قففيم البفولي سففتايرين المقففوى بأليفاف األرمايففد حصففلنا علفى النتففا ج الموضففحة ففي المخططففات البيانيففة والتفي تُ 

 مقاومة الشد ومقاومة الصدمة والصئدة ومقاومة اإلنثنا  نسبة إلى نسبة التقوية باأللياف .
يوضفففي قفففيم مقاومفففة الصفففدمة مفففع نسفففبة التقويفففة باألليفففاف   حيفففث تعتبفففر مقاومفففة الصفففدمة بشفففكل عفففام  2الشكككك  

اومة الصدمة ويردع السب  في ذلفك منخةضة للراتندات نظرا  لاشاشتاا ولكن بعد تقويتاا باأللياف تنداد قيمة مق
إلففى كففون األليففاف سففوف تتحمففل الدففن  األكبففر مففن طاقففة الصففدم المسففلطة علففى المففادة المركبففة ممففا ُيحسففن هففذه 

 [.4المقاومة . وهكذا تنداد مقاومة الصدمة مع نيادة نسبة التقوية باأللياف ]
  ولكففن عنففد  1الشككك  تعتبففر الراتندففات مففن المففواد الاشففة حيففث مقاومتاففا للشففد منخةضففة دففدا  وهففذا مففا نففراه فففي 

إضففافة األليففاف إلففى هففذه المففواد تتحسففن مقاومتاففا للشففد بصففورة كبيففرة حيففث إن الدففن  األعظففم مففن الداففد المسففلط 
ليففاف تتميففن بمطيليتاففا المنخةضففة . وتففنداد تتحملففي األليففاف ممففا يرفففع مقاومففة الشففد للمففادة المركبففة وذلففك ألن األ

مفل  ل األلياف حين أكبر داخل الراتنج ممفا يسفمي بتونيفع الح  مقاومة الشد بنيادة نسبة األلياف المضافة حيث تشة 
 [.6المسلط علياا بشكل أفضل ]

 

 اإلستنتاجات  
 الاشة .كوني من المواد البولي ستايرين  إنخةاض قيم الخواص الميكانيكية لراتنج -1
لراتنج البولي ستايرين بعد تقويتي بألياف األرمايد   وتنداد قيم الخواص تحُسن قيم هذه الخواص الميكانيكية  -2

إلى  (8Kj/m2) الميكانيكية مع نيادة نسبة األلياف المضافة . فبالنسبة لمقاومة الصدمة إرتةعت من
(160Kj/m

2
 % على التوالي .60% و 0  التقوية ولنس (328Mpa)إلى  (37Mpa)ومقاومة الشد من  (
 

 المصادر
[1] Michel Biron “ Thermoplastics and thermoplastic composites ” , 1st  edition , Elsevier , 2007. 

 

[2] Mallick ,P.K. “Fiber-reinforced composites: materials, manufacturing, and design”, 3rd edition , 

CRC Press, 2007  . 

 

[3]G.Morom , E.Drukkler , A.Weinbery , and J. Banbaji “Impact Behavior of Carbon/Aramid 

Hybrid Composite ”,Composites , Vol.17 , No.2 , 1990 , pp.150-153. 

 

[4] Mittelman and I. Roman “Tensile Properties of Real Unidirectional Aramid/Epoxy Composite”, 

Composites, Vol.21, No.1, 1990, pp.63-69. 

 

[5]Ali I.Al-Mosawi “Study of Some Mechanical Properties for Polymeric Composite Material 

Reinforced by Fibers”, Al-Qadisiya Journal For Engineering Science, Vol. 2, No 1, 2009, pp. 14 – 

24. 

 



 1023لسنة  -ولس، العدد االداسمجلة القادسيه للعلوم الهندسيه، المجلد ال
 

 4 

[6]Abbas A. Al-Jeebory, Ali I.Al-Mosawi, Samara A. Al-Qurashi “Difference Fibers 

Reinforcement percentage and its Effect on Mechanical Properties of Thermosetting Resins” , Al-

Qadisiya Journal For Engineering Science ,Special Issue, second Conference of Engineering 

College , Al-Qadisiya University ,19-20 October , 2009.