Zastosowanie dynamicznej analizy mechanicznej do badań żywic epoksydowych stosowanych w lotnictwie

• Autorzy: Prusak K. , Zmywaczyk J. , Koniorczyk P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2017.9.3

Warianty tytułu

EN

Applying of dynamic mechanical analysis for testing of epoxy resins used in aviation technology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki pomiarów dynamicznych modułów: zachowawczego (E′), stratności (E″) oraz współczynnika tłumienia tanΔ = E″/E′ żywic epoksydowych: Epidian EP57 z utwardzaczem Z1 oraz L285 z utwardzaczem LH285. Wyznaczono doświadczalnie dla EP53, EP57 i L285 charakterystyki σ - ε (naprężenie – odkształcenie) przy pomocy klasycznej maszyny wytrzymałościowej HUANG TA HT-2402 (Tajwan) wyposażonej w ekstensometr. Do badań metodą dynamicznej analizy mechanicznej wykorzystano analizator DMA 242C firmy Netzsch (Niemcy) w trybie zginania dla próbki zamocowanej w uchwycie typu podwójny wspornik (ang. dual cantilever clamp). Zakres wartości temperatury, jaki przyjęto w programie DMA wynosił od (-)120°C do (+)110°C. Szybkość grzania ustawiono na 1 K/min, a częstotliwości f siły wymuszającej wybrano równe: 0,1, 1,0, 10 Hz. W oparciu o badania DMA, wyznaczono wartości temperatury zeszklenia T_g odpowiadające maksimum funkcji tanδ. Dla częstotliwości f = 1 Hz temperatura zeszklenia wyniosła T_g=76,7°C dla żywicy epoksydowej EP57, natomiast dla żywicy L285 otrzymano T_g = 87,2°C. Dodatkowo, znajomość wartości liczbowych temperatury odpowiadającej położeniu maksimum funkcji tanδ dla wybranych w programie DMA częstotliwości f siły wymuszającej pozwoliła określić wartości energii aktywacji niezbędnej do wystąpienia zeszklenia w badanych żywicach epoksydowych.

EN

In this paper results of the dynamic storage modulus (E′), the loss modulus (E″) and the damping parameter tanΔ = E″/E′ of epoxy resins: Epidian EP57 with hardener Z1 and L285 with hardener LH285 were presented. The stress-strain characteristics were determined experimentally for EP53, EP57 i L285 epoxy resins using classical testing machine HUANG TA HT-2402 equipped with an extensometer. The dynamic mechanical analysis method was applied for determining the dynamic modulus of the tested materials using the Netzsch DMA 242C analyzer equipped with dual cantilever clamp working in a mechanical mode of bending. The temperature range from (-)120°C up to (+)110°C was accepted for DMA testing. The heating rate was set to be 10 K/min and frequencies were selected as f = 0.1, 1.0 and 10.0 Hz. Based on DMA results the glass temperature of epoxy resins were determined from location of the damping parameter tanδ peaks. At frequency f = 1 Hz the glass temperature was equal to T_g = 76,7°C for epoxy resin EP57 and T_g = 87,2°C for L285. In addition to this, temperature of tanδ peaks at fixed values of the selected frequencies was the basis for determining of the energy activation of the glass transition for the tested epoxy resins.

Słowa kluczowe

PL

żywice epoksydowe; EP53; EP57; L285; dynamiczna analiza mechaniczna; temperatura zeszklenia; energia aktywacji

EN

epoxy resins; dynamic mechanical analysis; glass temperature; activation energy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 48, nr 9
• Strony: 365--369
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., ta., wykr.

Twórcy

autor

Prusak K.

• Wojskowa Akademia Techniczna

autor

Zmywaczyk J.

• Wojskowa Akademia Techniczna

autor

Koniorczyk P.

• Wojskowa Akademia Techniczna

Bibliografia

• [1] Ashby Michael F., Jones David R. H. 2006. “Engineering Materials 2-An Introduction to Microstructures, Processing and Design". Elsevier.
• [2] Godzimirski Jan, Marek Rośkowicz. 2002. "Wytrzymałość doraźna i długotrwała oraz pełzanie kleju "Epidian 57". Polimery 47 (10): 721-726.
• [3] Jin Shijiu, Xiaobing Feng, Jianqnan Pang, Xiaoling Hua, Yiming Li, Yunzhao Yu. 1996. “Toughening of epoxy resin with microspheres". J. Mater. Sci. Technol. (12): 46-50.
• [4] Menard Kevin P. 2008. Dynamic mechanical analysis. A practical introduction, 2nd ed., Taylor & Francis Group, LLC, Boca Raton London New York.
• [5] Panas Andrzej, Tomasz Mazur. 2003. “The study of thermal properties of adhesive materials used for the repair of aircraft equipment". Biuletyn WAT Vol. LII (10): 97-118.
• [6] Ward Ian M., David W. Hadley. 1993. “An Introduction to the Dynamic Mechanical Properties of Solid Polymers". Wiley & Sons, New York.
• [7] Zmywaczyk Janusz, Piotr Koniorczyk, Marcin Cegła, Jacek Borkowski. 2014. “Thermo-mechanical analysis of selected solid rocket propellant". Thermophysics 2014 Conf. Proc.: 146-153.