The effect of the filled epoxy resin interlayers on the adhesion in polymer-metal hybrid joints

• Autorzy: Trzaska O. , Kaczmar J. W. , Wróblewski R. , Niekrasz M. , Kornacki Ł. , Casalegno V. , Periolatto M. , Bongiovanni R.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Two epoxy resin compounds were used as the adhesion interlayers at the interface between an injected glass fibre reinforced thermoplastic polymer PA6GF30 (polyamide 6 with 30% wt. of glass fibres) and steel sheet (DC01 steel, 0.5 mm thick). Both epoxy resins, Epidian62 and Epidian57, were filled with alumina particles (grain size of 3 µm ± 1%) in a volume rate of 100:29 epoxy resin - alumina. Steel sheets with cured layer of epoxy resin compounds were placed in the injection mold, then the PA6GF30 was injected between them. Shear strength tests were basis for the evaluation of the adhesion of the manufactured polymer-metal hybrid joints. SEM and optical microscopy analysis were used to investigate the structure of joints after shear deformation. Conversion rates of epoxy compounds and heat of curing reactions were investigated by using of differential scanning calorimeter (DSC). It was found that the highest strength of these joints was achieved for epoxy compounds based on Epidian62.

Słowa kluczowe

EN

epoxy resin; polymer-metal hybrid composite; hybrid joints; adhesion promoters

PL

żywica epoksydowa; kompozyt hybrydowy polimer-metal; połączenia hybrydowe; promotory adhezji

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 22, Nr 1 (169)
• Strony: 27--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Trzaska O.

• Wroclaw University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Chair of Foundry Engineering, Polymers and Automation, Łukasiewicza 7/9, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Kaczmar J. W.

• Wroclaw University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Chair of Foundry Engineering, Polymers and Automation, Łukasiewicza 7/9, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Wróblewski R.

• Wroclaw University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Chair of Foundry Engineering, Polymers and Automation, Łukasiewicza 7/9, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Niekrasz M.

• Wroclaw University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Chair of Foundry Engineering, Polymers and Automation, Łukasiewicza 7/9, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Kornacki Ł.

• Wroclaw University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Chair of Foundry Engineering, Polymers and Automation, Łukasiewicza 7/9, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Casalegno V.

• Politecnico di Torino, Department of Applied Science and Technology (DISAT), Corso Duca degli Abruzzi, 24 -10129 Torino, Italy

autor

Periolatto M.

• Politecnico di Torino, Department of Applied Science and Technology (DISAT), Corso Duca degli Abruzzi, 24 -10129 Torino, Italy

autor

Bongiovanni R.

• Politecnico di Torino, Department of Applied Science and Technology (DISAT), Corso Duca degli Abruzzi, 24 -10129 Torino, Italy

Bibliografia

• [1] S. Daykin, Closing the Gap on Metals, Plastics Engineering, Mar 2008, 64, 3, pp 28-34;
• [2] A. Weber, Putting Cars on a Diet, Assembly, Aug 2008; 51, 9, pp 28-37;
• [3] M. Grujicic, V. Sellappan, T. He, N. Seyr, A. Obieglo, M. Erdmann, J. Holzleitner, Total Life Cycle-Based Materials Selection for Polymer Metal Hybrid Body-in-White Automotive Components, Journal of Materials Engineering and Performance, Mar 2009, 18 (2), pp 111-128;
• [4] J. W. Kaczmar, R. Wróblewski, I. Nakonieczny, J. Iwko: Wytwarzanie i właściwości elementów hybrydowych typu metal-polimer, Polimery 2008, 53, 7-8, pp 519-525;
• [5] R. Wróblewski, I. Nakonieczny, J. W. Kaczmar, Elementy hybrydowe typu metal - tworzywo polimerowe wytwarzane metodą wtryskiwania, Tworzywa Sztuczne i Chemia, 2008, 3, pp 94-97;
• [6] M. Grujicic, V. Sellappan, M. A. Omar, N. Seyr, A. Obieglo, M. Erdmann, J. Holzleitner, An overview of the polymer-to-metal direct-adhesion hybrid technologies for load-bearing automotive components, Journal Of Materials Processing Technology 2008, 197, pp 363-373;
• [7] G. Lucchetta, F. Marinello, P.F. Bariani, Aluminum sheet surface roughness correlation with adhesion in polymer metal hybrid overmolding, CIRP Annals - Manufacturing Technology 2011, 60, pp 559-562;
• [8] M. Sanchez-Soto, D. Arencon, M.V. Candal, S. Illescas; Injection Molding: Process, Design and Applications; Chapter: Experimental study on the strength of adhesion obtained by over-molding between different materials; 2011 Nova Science Publishers, Inc., pp 267-284;
• [9] M. Honkanen, M. Hoikkanen, M. Vippola, J. Vuorinen, T. Lepistö, Metal-Plastic Adhesion in Injection-Molded Hybrids, Journal of Adhesion Science and Technology 2009, 23, pp 1747-1761;
• [10] D. Drummer, E. Schmachtenberg, G. Hülder, S. Meister, MK² - A novel assembly injection molding process for the combination of functional metal surfaces with polymer structures, Journal of Materials Processing Technology 2010, 210, pp 1852-1857;
• [11] R.G. Schmidt, J.P. Bell, Epoxy Resins and Composites II; Chapter: Epoxy Adhesion to Metals, Advances in Polymer Science 75, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1986, pp 33-71;
• [12] A. Rudawska, K. Głogowska, Analiza porównawcza wytrzymałości połączeń klejowych wykonanych przy użyciu klejów epoksydowych, Przetwórstwo Tworzyw 2014, No. 4, pp 320-325;
• [13] A. Rudawska, E. Cimek, B. Kowalska, Modyfikacja kompozycji klejowych - wybrane aspekty utwardzania kompozycji klejowych epoksydowych, Materiały Kompozytowe 2013, No. 1, pp 39-42;
• [14] A. Rudawska, E. Kasperek, Wytrzymałość połączeń klejowych utwardzanych w podwyższonej temperaturze, Przetwórstwo Tworzyw 2014, No. 4, pp 326-331;
• [15] J. Godzimirski, A. Komorek, M. Rośkowicz, T. Smal, S. Tkaczuk, Tworzywa adhezyjne. Zastosowanie w naprawach sprzętu technicznego, (pod red. J. Godzimirskiego) Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2010;
• [16] M. Rośkowicz, M. Rożek, Analiza wytrzymalości doraźnej połączeń klejowych z fizycznie modyfikowanymi spoinami, Technologia i Automatyzacja Montażu 2012, No. 4, pp 41-44;
• [17] W. Zielecki, P. Pawlus, R. Perłowski, A. Dzierwa, Analiza wpływu struktury geometrycznej powierzchni w układzie 3D na wytrzymałość połączeń klejowych, Technologia i Automatyzacja Montażu 2011, No. 1, pp 33-37;
• [18] Jong Keun Lee, Yusong Choi, Jae-Rock Lee, Jaekyeung Park; Cationic Cure of Epoxy Resin by an Optimum Concentration of N-benzylpyrazinium Hexafluoroantimonate; Macromolecular Research 2002, Vol. 10, No. 1, pp 34-39;