Carbon fabric reinforced hybrid epoxy composites

• Autorzy: Oliwa R. , Heneczkowski M. , Oleksy M. , Markowska O. , Budzik G.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amst-2015-0018

Warianty tytułu

PL

Hybrydowe kompozyty epoksydowe wzmocnione włóknem węglowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effect of the amount of nanofiller and commercial flame retardant into the epoxy matrix on the mechanical properties of laminates reinforced carbon fabric was described. The total content of the fillers did not exceed 23 wt.%. The local strain and stress distribution on the surface of composites using the Aramis system during the static tension tests was examined. Studies of structure of cross-linked epoxy compositions were also performed using scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The presented results indicate that the nanofillers and commercial flame retardants acting synergistically.

PL

W pracy opisano wpływ dodatku nanonapełniaczy i handlowych środków zmniejszających palność na właściwości mechaniczne kompozytów epoksydowych wzmacnianych tkaniną węglową. Zawartość dodatków w osnowie epoksydowej <23%. Prowadzono analizę lokalnego stanu odkształcenia i naprężenia na powierzchni kompozytów z użyciem systemu Aramis podczas próby statycznej rozciągania. Wykonano badania mikrostruktury usieciowanych kompozycji epoksydowych za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) i mikroskopu sił atomowych (AFM). Analiza uzyskanych wyników wskazuje, że wprowadzenie nanonapełniaczy i handlowych uniepalniaczy powoduje uzyskanie synergicznego efektu ich działania.

Słowa kluczowe

EN

hybrid composites; mechanical properties; Aramis; carbon fiber

PL

kompozyty hybrydowe; właściwości mechaniczne; Aramis; włókno węglowe

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 39, nr 3
• Strony: 51--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Oliwa R.

• Rzeszow University of Technology, The Faculty of Chemistry, 6 Powstańców Warszawy Av., 35-959 Rzeszów

autor

Heneczkowski M.

• Rzeszow University of Technology, The Faculty of Chemistry, 6 Powstańców Warszawy Av., 35-959 Rzeszów

autor

Oleksy M.

• Rzeszow University of Technology, The Faculty of Chemistry, 6 Powstańców Warszawy Av., 35-959 Rzeszów

autor

Markowska O.

• Rzeszow University of Technology, Department of Mechanical Engineering, 8 Powstańców Warszawy Av., 35-959 Rzeszów

autor

Budzik G.

• Rzeszow University of Technology, Department of Mechanical Engineering, 8 Powstańców Warszawy Av., 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• [1] R.M. PEREZ, J.K.W. SANDLER, V. ALTSTÄD, T. HOFFMANN, D. POSPIECH, J. ARTNER, M. CIESIELSKI, M. DÖRING, A.I. BALABANOVICH, U. KNOLL, U. BRAUN, B. J. SCHARTEL: Novel phosphorus-containing hardeners with tailored chemical structures for epoxy resins: Synthesis and cured resin properties. Appl. Polym. Sci., 105(2007), 2744-2759.
• [2] P.M. HERGENROTHER, C.M. THOMPSON, J.G. SMITH, Jr.; J.W. CONNEL, J.A. HINKLEY, R.E. LYON, R. MOULTON: Flame retardant aircraft epoxy resins containing phosphorus. Polymer, 46(2005), 5012-5024.
• [3] J. GERMAN: Podstawy mechaniki kompozytów włóknistych. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 1996.
• [4] J.L. TSAI, M.D. WU: Organoclay Effect on Mechanical Responses of Glass/Epoxy Nanocomposites. Journal of Composite Materials, 42(2008), 553-568.
• [5] J.K. KIM, Y.W. MAI: High-strength, high fracture-toughness fiber composites with interface control – a review. Composites Science and Technology, 41(1991), 333-378.
• [6] P.C. LeBARON, Z. WANG, T.J. PINNAVAIA: Polymer-layered silicate nanocomposites: an overview. Appl. Clay Sci., 15(1999), 11-29.
• [7] M. ALEXANDRE, P. DUBOIS: Polymer-layered silicate nanocomposites: preparation, properties and uses of a new class of materials. Mater. Sci. Eng., 28 (2000), 1-63.
• [8] S.C. TJONG: Structural and mechanical properties of polymer nanocomposites. Materials Science and Engineering: R: Reports, 53(2006), 73-197.
• [9] L. WANG, K. WANG, L. CHEN, Y. ZHANG, C. HE: Preparation, morphology and thermal/mechanical properties of epoxy/nanoclay composite. Composites – Part A: Applied Science and Manufacturing, 37(2006), 1890-1896.
• [10] X. KORNMANN, R. THOMANN et al.: High performance epoxy-layered silicate nanocomposites. Polymer Engineering and Science, 42(2002), 1815-1826.
• [11] A.K. SUBRAMANIYAN, C.T. SUN: Toughening polymeric composites using nanoclay: Crack tip scale effects on fracture toughness. Composites – Part A: Applied Science and Manufacturing, 38(2007), 34-43.
• [12] Y. DZENIS: Materials science, structural nanocomposites. Science, 319(2008), 419-420.
• [13] L.Y. LIN, J.H. LEE, et al: Preparation and characterization of layered silicate/glass fiber/epoxy hybrid nanocomposites via vacuum-assisted resin transfer molding (VARTM). Composites Science and Technology, 66(2006), 2116-2125.
• [14] M. QUARESIMIN, R.J. VARLEY: Understanding the effect of nano-modifier addition upon the properties of fbre reinforced laminates. Composites Science and Technology, 68(2008), 718-726.
• [15] M. BARBEZAT, A.J. BRUNNER, et al.: Fracture behavior of GFRP laminates with nanocomposite epoxy resin matrix. Journal of Composite Materials, 43(2009), 959-976.
• [16] S.U. KHAN, K. IQBAL, A. MUNIR, J.K. KIM: Quasi-static and impact fracture behaviors of CFRPs with nanoclay-filled epoxy matrix. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 42(2011), 253-264.
• [17] Y. ZHOU, F. PERVIN, V.K. RANGARI, S. JEELANI: Influence of montmorillonite clay on the thermal and mechanical properties of conventional carbon fiber reinforced composites. Journal of Materials Processing Technology, 191(2007), 347-351.
• [18] F.H. CHOWDHURY, M.V. HOSUR, S. JEELANI: Studies on the flexural and thermomechanical properties of woven carbon/nanoclay-epoxy laminates. Materials Science and Engineering A, 421(2006), 298-306.
• [19] A. SIDDIQUI, R.S.C WOO, J.K. KIM, C.K.Y. LEUNG, A. MUNIR: Mode I interlaminar fracture behavior and mechanical properties of CFRPs with nanoclayfilled epoxy matrix. Composites – Part A: Applied Science and Manufacturing, 38(2007), 449-460.
• [20] M. OLEKSY, R. OLIWA, M. HENECZKOWSKI, B. MOSSETY-LESZCZAK, H. GALINA, G. BUDZIK: Kompozyty żywicy epoksydowej z modyfikowanymi bentonitami dla potrzeb przemysłu lotniczego. Polimery, 57(2012), 228-235.
• [21] R. OLIWA, M. HENECZKOWSKI, M. OLEKSY: Kompozyty epoksydowe do zastosowań w przemyśle lotniczym. Polimery, 60(2015), 167-178.
• [22] Polish patent PL395821, H. Galina, M. Heneczkowski, M. Oleksy, R. Oliwa, B. Mossety-Leszczak: Kompozycja epoksydowa o zmniejszonej palności i podwyższonej odporności termicznej i sposób jej otrzymywania. (11.07.2013).
• [23] Polish patent PL397541, H. Galina, M. Heneczkowski, M. Oleksy, R. Oliwa, B. Marciniec, H. Maciejewski, T. Dutkiewicz, Sposób otrzymywania samogasnących kompozytów żywic chemoutwardzalnych. (31.07.2014).