Microsoft Word - 437-444 الفيزياء | 437 2016) عام 1(العدد 29المجلد مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية Ibn Al-Haitham J. for Pure & Appl. Sci. Vol.29 (1) 2016 تحضير متراكبات من االيبوكسي و مسحوق قشور البيض الستعمالها في طالء السطوح وداد حمدي جاسم قسم الفيزياء / كلية التربية للعلوم الصرفة ( ابن الهيثم ) / جامعة بغداد 2015/تشرين الثاني/22قبل في 2015/ايلول/30استلم في: الخالصة في هذا البحث تم دراسة كل من قيم مقاومة الصدمة ونسبة امتصاص الماء لمتراكبات االيبوكسي التي تم تقويتها ) . % 5 , 4 , 3 , 2 , 1بمساحيق قشور البيض البيضاء والبنية للدجاج المحلي بنسب حجمية مختلفة ( ة األبيض قيما عالي ض) من مسحوق قشور البي %1لقد أظهرت النتائج العملية إن النسبة الحجمية لإلضافة ( وبذلك تم اعتماد هذه النسبة من اإلضافة الستعمال متراكب االيبوكسي هذا في عمليات لمقاومة الصدمة والماء العادي الطالء . نظومة المادة بشكل جيد على المستوى المجهري باستعمال مجهر ضوئي مستقطب . تم تفسير الظواهر التي تحدث في م : متراكب االيبوكسي , قشور البيض , مقاومة الصدمة , نسبة امتصاص الماء . الكلمات المفتاحية الفيزياء | 438 2016) عام 1(العدد 29المجلد مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية Ibn Al-Haitham J. for Pure & Appl. Sci. Vol.29 (1) 2016 المقدمة أن خفة وزن البوليمرات , فضال عن مقاومتها للصدأ جعلها مناسبة للعمل في العديد من الصناعات , ولتقوية البوليمر الذي قد يكون غاليا بعض الشى , تستعمل مالئات ذات كلفة واطئة تضاف للبوليمر لتصنيع متراكبات ذات استعماالت تجارية [ 1 ] . إن راتنج االيبوكسي هو احد أهم البوليمرات المستعمل بشكل كبير في الصناعات وذلك للخواص التي يتميز بها مثل . [ 2 ]االستقرارية الحرارية العالية ومقاومته للمواد الكيميائية فضال عن قلة انكماشه اكب البوليمري الذي يقوى عادة باستعمال طور أخر ) في المتر matrixويسمى االيبوكسي بالطور المستمر أو األساس ( ) وبذلك سيتشكل طورا إضافيا وسطيا بين الطورين يكون هو المسئول األول عن تحديد الصفات fillersمثل المالئات ( . [ 3 ]الميكانيكية والفيزيائية للمتراكب النهائي وحجمها وطريقة توزيعها في أساس المتراكب , مما يودي إلى وجود إن كفاءة المتراكب يعتمد أيضا على نوع المالئات ) ( macroscopic) للمتراكب وخواصه الظاهرية اوالجاهرية microscopicعالقة وطيدة بين الخواص المجهرية ( يزيائية األخرىمثل خواص مقاومة الشد , االنحناء أو الصدمة كصفات ميكانيكية فضال عن العديد من الصفات الف [ 4 , 5 ] . لقد استعمل االيبوكسي كاسأس في صناعة المتراكبات من قبل الكثير من الباحثين وتضاف له المالئات المختلفة 2008 وآخرون في عام Shao Yun Fuحسب الغرض الذي يصنع من اجله المتراكب ,فقد استعمل الباحث ) ومتانة stiffnessإذ وجدوا أن هناك تأثير كبير لإلضافة في تحسين جساءة ( [ 6 ] مسحوق الزجاج كمالئ toughness) . المتراكب النهائي ( ) كمالئ , إذ ازدادت قيم 3O 2Alباستعمال مسحوق االلومينا ( 2010وآخرون في عام Fang Fu -Jiكما قام الباحث . [ 7 ]تراكب النهائي العزل الحراري والممانعة الكهربائية للم لتحسين وآخرون بإضافة نسب وزنية مختلفة من مسحوق الفحم K. Naresh Kumarقام الباحث 2013في سنة من المسحوق هي األفضل بين النسب %20الصفات الميكانيكية للمتراكب , مثل الشد , االنحناء إذ وجد إن نسبة . [ 8 ]األخرى لتحسين تلك الصفات وآخرون باستعمال مالئات عضوية مثل مسحوق Lawrence J Fernandesقام الباحث 2014في عام ) وذلك بنسب وزنية مختلفة واختيار CaCo 3 (قشور السمك والحاوي على نسب عالية من مادة كاربونات الكالسيوم . [ 9 ]النسبة األفضل بينها لتحسين الصفات الميكانيكية للمتراكب مثل الصالدة ومتانة االنحناء والشد إما في بحثنا هذا فقد استعملنا مصدرا عضويا رخيص الثمن للمالئات مثل قشور بيض الدجاج إذ تحوي على أكثر . [ 11 , 10 ]ات الكالسيوم من مادة كربون 93% لقد استعمالنا مسحوق القشور البيضاء وكذلك البنية اللون المحلية وإضافتها بنسب حجمية مختلفة للتوصل ألفضل نسبة لإلضافة لتصنيع طالء ذي مقاومة عالية للصدمة وامتصاصية واطئة للماء لغرض استعماله لطالء الزوارق خ . ومناضد المطاب المستعملة المواد , إما قشور بيض الدجاج Fosrocمع المصلد من شركة Nitofill, Eplvتم استعمال راتنج االيبوكسي من نوع المحلي فقد تم جمعها باللونين األبيض والبني , إذ تم تنظيفها بالماء بشكل جيد وتجفيفها ثم سحقها وطحنها للحصول على مساحيقها . ألجهزة المستعملة ا ) , مجهر ضوئي مستقطب . Charpyميزان الكتروني حساس , جهاز فحص الصدمة نوع جاربي ( طريقة العمل تم خلط االيبوكسي مع المصلد بنسبة ثالثة إلى واحد , ثم أضيف مسحوق القشور األبيض بنسب حجمية مختلفة وأعيدت العملية نفسها للمسحوق البني .) ( 5%, 4, 3 , 2 , 1 تم صب هذه الخالئط كال على حده في قوالب زجاجية خاصة إذ يكون النموذج مستطيل الشكل وخاضعا ألبعاد فحص ) . ISO 179الصدمة ( ) لدراسة قابلية امتصاص النماذج المختلفة للماء Cm 21كما تم تهيئاة نماذج أخرى صغيرة مربعة الشكل بمساحة تقريبية ( ,ثم حساب نسبة امتصاص النموذج للماء وذلك بأخذ أوزان النماذج المختلفة قبل وضعها في الماء وبعد وضعها في الماء . [ 12 ]بأزمان مختلفة واستعمال المعادلة أدناه ] * 100% o) / W oW – e=[ (W swE وزن النموذج الجاف oW :أن إذ eW وزن النموذج الموضوع في الماء الفيزياء | 439 2016) عام 1(العدد 29المجلد مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية Ibn Al-Haitham J. for Pure & Appl. Sci. Vol.29 (1) 2016 swE نسبة امتصاص النموذج للماء ولتفسير التصرف الذي تظهره المتراكبات من مقاومة الصدمة والماء , تم تحديد الكيفية التي تتم فيها عملية توزيع المساحيق المختلفة بنسب حجمية واطئة ومتوسطة وعالية وذلك بتصويرها تحت المجهر الضوئي المستقطب بقوة تكبير ) . ( 5Xتبلغ النتائج والمناقشة ) قيم مقاومة الصدمة لمتراكبي االيبوكسي مع مساحيق قشور البيض البيضاء والبنية كال على حده , إذ 1الشكل ( يبين ولكن بزيادة نسبة اإلضافة %1 ) تزداد قيمة مقاومة الصدمة للمتراكب الحاوي على المسحوق األبيض بنسبة حجمية ( ستقل قيم مقاومة الصدمة . تراكب الحاوي على المسحوق البني فقد اظهر نقصانا كبيرا في قيم مقاومة الصدمة عند نسبة اإلضافة إما بالنسبة للم إذا قورن بالمتراكب الحاوي على المسحوق األبيض عند نسب اإلضافة نفسها , ويرجع هذا إلى الحجم الصغير 1% س للمتراكب مما يجعله أكثر قدرة على مقاومة لجزيئات المسحوق األبيض الذي ينتشر بشكل جيد داخل مادة األسا الصدمة من المتراكب الحاوي على المسحوق البني . وبشكل عام تقل قيم مقاومة الصدمة للمتراكب الحاوي على المسحوق األبيض أو البني عند القيم العالية لإلضافة , وينطبق . [ 1 ]هذا بشكل جيد مع المصدر مقاومة عالية للماء %1 اصية امتصاص الماء , فقد أظهرت النسبة الحجمية لإلضافة البالغة إما بالنسبة لخ ) ,ثم 2للمتراكب الحاوي على المسحوق األبيض أو البني ,إذا ما قورن بتلك الخاصة بااليبوكسي لوحده ,كما في الشكل ( ) على 5 , 4 , 3 ) كما في اإلشكال ( ( % 4, 3 , 2 تقل مقاومة المتراكبات للماء بزيادة نسبة اإلضافة الى ) 6لإلضافة لتتساوى مع مقاومة االيبوكسي للماء وذلك كما يظهر في الشكل ( %5التوالي ثم تزداد المقاومة عند النسبة ) %3) والمتوسطة ( %1ويمكن تفسير هذا بالنظر إلى الصور المجهرية للمتراكبات المختلفة عند القيم الواطئة ( ) إذ تعمل النسب الواطئة لإلضافة على جعل جزيئات المسحوق كمراكز للتقوية 7المبينة بالشكل ( %5 )والعالية ( فتجعل المتراكب أكثر مقاومة للماء فيصلح المتراكب للعمل كطالء جيد للمناضد في المطابخ أو الزوارق . فتكون المادة أكثر هشاشة فتقل مقاومة المتراكب للصدمة والماء , أما عند النسبة أما عند زيادة نسب اإلضافة ) من اإلضافة فستقل مساحة المناطق بين الجزيئات مما يجعلها مقاومة للماء فقد دون الصدمة .5 (% االستنتاجات مة من تلك الحاوية على المسحوق البني أن المتراكبات الحاوية على المسحوق األبيض تملك مقاومة أعلى للصد -1 عند جميع نسب اإلضافة للمسحوق . ) من المسحوق األبيض تزيد من مقاومة الصدمة للمتراكب بالمقارنة بااليبوكسي لوحده %1 إن نسبة اإلضافة ( -2 وكذلك مع المتراكب الحاوي على المسحوق البني عند نسبة اإلضافة ذاتها . على المسحوق األبيض تظهر مقاومة أعلى للماء من تلك الحاوية على المسحوق البني عند إن المتراكبات الحاوية -3 جميع نسب اإلضافة . ) من اإلضافة تتقارب قيم مقاومة الماء لاليبوكسي مع المتراكب الحاوي على المسحوق األبيض %5عند نسبة ( -4 أو البني ولكنها تظهر فشال واضحا عند اختبار الصدمة . ) يزيد في مقاومة المتراكب المصنع للصدمة والماء معا مما يجعلها %1المسحوق األبيض بنسبة قليلة ( إضافة -5 النسبة المفضلة التي يتم اختيارها . الفيزياء | 440 2016) عام 1(العدد 29المجلد مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية Ibn Al-Haitham J. for Pure & Appl. Sci. Vol.29 (1) 2016 المصادر 1. Nikhil Gupta , Balraj Singh Brar and Eyassu Woldesenbet ( 2001 ) Effect of filler addition on the compressive and impact properties of glass fiber reinforced epoxy , Bull . Mater . Sci 24 ( 2 ) : 219 -223 . 2. Gracia – Fernandez, C .A. ; Gomez – Barreiro, S .; Ruiz – Salvador, S. and Blaine R . ( 2005 ) Study of the degradation of a thermoset system using TGA and modulated TGA , Progress in Organic Coatings 54 : 332 -336 . 3. Yaping Zheng , Ying Zheng and Rongchang Ning ( 2003 ) Effects of nanoparticles SiO2 on the performance of nanocomposites , Materials Letters 57 : 2940 -2944 . 4. Satheesh Raja, R . ; Manisekar, K . and Manikandan , V . ( 2013 ) Effect of fly ash filler size on mechanical properties of polymer matrix composites , International Journal Of Mining , Metallurgy and Mechanical Engineering ( IJMMME ) 1 ( 1 ) : 2320 – 4060 . 5. Yves Nys , Joel Gautron , Juan M. Garcia – Ruiz and Maxwell, T. Hincke ( 2004 ) Avian eggshell mineralization , biochemical and functional characterization of matrix proteins , Compites Rendus palevol 3 : 549 -562 . 6. Shao- Yun Fu , Xi- Qiao Feng , Bernd Lauk and Yiu- Wing Mai ( 2008 ) Effects of particle size , particle / matrix interface adhesion and particle loading on mechanical properties of particulate –polymer composites , Composites : part B 39 : 933-961 . 7. Ji-Fang Fu , Li- Yi Shi ; Qing – Dong Zhong ; Yi Chen and Li- Ya Chen ( 2010 ) Thermally conductive and electrically insulative nanocomposites based on hyperbranched epoxy and nano- Al2 O3 particles modified epoxy resin , polymer advanced technologies ,part . 1638 : 1- 10. 8. Naresh kumar, K .; Prasanth Kumar, M .; Krishna, V . and Srinivasa Rao, D (2013 ) Experimental Investigation on Mechanical Properties of coal Ash Reinforced Glass Fiber Polymer Matrix Composites , International Journal Of Emerging Technology and Advanced Engineering , 3( 8 ) :250-258 . 9. Lawrence, J Fernandes , Vinay BU , Kiran Prakasha A and Pavitra Ajagol( 2014 ) Shellfish shell as a bio- filler , preparation , characterization and its effect on the mechanical properties on glass fiber reinforced polymer matrix composites , The International Journal Of Engineering And Science , 3 ( 8 ) : 23 -26 . 10. Dahiru Muhammad Faruruwa and Cornelius Danladi ( 2013 ) Quantification of calcium and calcium carbonate in eggshell obtained from local , improved chickens and ducks of gombe , 1 ( 1 ) : 8 -10 . 11. Luis, D.; Abarca, B.; Jose, A .; Quintana. L. ; Ma, Therese Casaubon, H. and Sergio Gomez Rosales ( 2011 ) Assessment of eggshell quality before and after incubation from 29 and 46 weeks –old leghorn hens , International Journal Of Poultry Science 10 ( 12 ) : 977 - 982 . 12. Yew M .C . ; Ramli Sulong, N .H . ; Yew, M .K . and Johan, M .R . ( 2013) The formulation and study of the thermal stability and mechanical properties of an acrylic , coating using chicken eggshell as a novel bio- filler , Progress in Organic Coatings 76 : 1549 – 1555 . الفيزياء | 441 2016) عام 1(العدد 29المجلد مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية Ibn Al-Haitham J. for Pure & Appl. Sci. Vol.29 (1) 2016 0 2 4 6 8 10 12 14 0% 2% 4% 6% ة دم ص ال مة او مق ) م كغ / ع رب م تر م ( نسبة الكسر الحجمي للمسحوق مسحوق البيض االبيض/ ايبوكسي "مسحوق البيض البني / ايبوكسي " ) : قيم مقاومة الصدمة كدالة للكسر الحجمي لمسحوق البيض األبيض والبني 1الشكل ( 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0 500 1000 1500 ء ما ال ص صل مت ة ا سب ن ( % ) )ساعة ( الزمن مسحوق البيض % ١/ ايبوكسي االبيض مسحوق البيض % ١/ االيبوكسي البني ) : العالقة بين نسبة امتصاص الماء والزمن لاليبوكسي ومتركباته 2 الشكل ( من المساحيق %1الحاوية على ) : العالقة بين نسبة امتصاص الماء والزمن لاليبوكسي ومتركباته الحاوية 3الشكل ( من المساحيق 2 %على 0 1 2 3 4 5 6 0 200 400 600 800 1000 1200 ء ما ال ص صا مت ة ا سب ن ( % ) )ساعة ( الزمن % ٢/ ايبوكسي مسحوق البيض االبيض % ٢/ ايبوكسي مسحوق البيض البني االيبوكسي الفيزياء | 442 2016) عام 1(العدد 29المجلد مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية Ibn Al-Haitham J. for Pure & Appl. Sci. Vol.29 (1) 2016 ركباته الحاوية على) : العالقة بين نسبة امتصاص الماء والزمن لاليبوكسي ومت 4الشكل ( من المساحيق 3% ) : العالقة بين نسبة امتصاص الماء والزمن لاليبوكسي ومتركباته الحاوية 5 الشكل ( من المساحيق %4على 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 0 500 1000 1500 ء ما ال ص صا مت ا بة س ن ( % ) ) ساعة ( الزمن مسحوق % ٣/ ايبوكسي البيض االبيض مسحوق % ٣/ ايبوكسي البيض البني االيبوكسي 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0 200 400 600 800 1000 1200 ء ما ال ص صا مت ا بة س ن ( % ) )ساعة ( الزمن / ايبوكسي ٤ % مسحوق البيض االبيض / ايبوكسي ٤ % مسحوق البيض البني االيبوكسي الفيزياء | 443 2016) عام 1(العدد 29المجلد مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية Ibn Al-Haitham J. for Pure & Appl. Sci. Vol.29 (1) 2016 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0 200 400 600 800 1000 1200 ء ما ال ص صا مت ا بة س ن ( % ) )ساعة ( الزمن / ايبوكسي مسحوق % ٥ البيض االبيض / ايبوكسي مسحوق % ٥ البيض البني االيبوكسي من المساحيق % 5) : العالقة بين نسبة امتصاص الماء والزمن لاليبوكسي ومتركباته الحاوية على 6 الشكل ( a b a e c d f g ) االيبوكسي المضاف له المسحوق b , c , d) االيبوكسي لوحده , ( : a) صور المجهر الضوئي 7الشكل ( )االيبوكسي المضاف لها المسحوق البني بنسب e , f , g ) على الترتيب , ( % 5 , 3 , 1 األبيض بنسب الحجمية ( ) على الترتيب . % 5 , 3 , 1الحجمية ( الفيزياء | 444 2016) عام 1(العدد 29المجلد مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية Ibn Al-Haitham J. for Pure & Appl. Sci. Vol.29 (1) 2016 Preparation of the Epoxy / Chicken Eggshell Composites to use in Surfaces Coating Widad H. Jassim Dept. of Physics / College of Education for Pure Science ( Ibn Al- Haitham ) / University Of Baghdad Received in:30/September/2015 Accepted in:22/November/2015 Abstract In this work , impact strength and the water absorption ratio of powders of white and brown local chicken eggshell reinforced epoxy with different volume fractions ( 1 , 2 , 3 , 4 and 5 % ) were studied . The experimental results show that composite filled by ( 1 % Vol . )of white eggshell powder exhibited maximum impact strength and high resistance to tape water , so we choose this volume fraction to use the epoxy composite in coating . Optical microscopic observations are taken to develop a better understanding of the phenomena taking place in the material system at microscopic level . Key words : epoxy composite , eggshells , impact strength , water uptake ratio .