PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Comparative Evaluation of the Selected Mechanical Properties of Polymer Composites Reinforced with Glass and Hemp Fabrics

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The requirements of sustainable development of the economy force the replacement of the previously used composite materials in the production of elements not only with lighter, but also more durable materials. These materials should meet more and more stringent environmental protection requirements. This study aimed to determine the possibility of introducing a polymer structural composite reinforced with natural fiber into the structure of the hull of vessels instead of the commonly used polymer-glass composite (GFRP). The hemp fabric was used to reinforce the polymer matrix. The compared analysis of the physical properties of the classic GFRP composites with obtained new HFRP composites, i.e. density, impact strength, as well as resistance to static tensile and bending, was carried out. As a result of the performed analyzes and comparison of the results with the standards, it can be concluded that it is possible to apply a polymer-hemp (HFRP) composite for the shipbuilding and boatbuilding needs – limited to plating elements with medium and low strength requirements.
Twórcy
  • Department of Machines Construction and Materials, Maritime University of Szczecin, ul. Willowa 2-4, 71-650 Szczecin, Poland
  • Department of Machines Construction and Materials, Maritime University of Szczecin, ul. Willowa 2-4, 71-650 Szczecin, Poland
  • Faculty of Mechatronics and Electrical Engineering, Maritime University of Szczecin, ul. Willowa 2, 71-650 Szczecin, Poland
  • Institute of Materials Technology, Poznan University of Technology, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznan, Poland
  • Faculty of Mechatronics and Electrical Engineering, Maritime University of Szczecin, ul. Willowa 2, 71-650 Szczecin, Poland
  • Faculty of Mechatronics and Electrical Engineering, Maritime University of Szczecin, ul. Willowa 2, 71-650 Szczecin, Poland
  • Faculty of Mechanical Engineering, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 36, 20-816 Lublin, Poland
Bibliografia
  • 1. Piesowicz, E.; Irska, I.; Bryll, K.; Gawdzińska, K.; Bratychak, M. Poly(Butylene Terephthalate/Carbon Nanotubes Nanocomposites. Part II. Structure and Properties. Polimery 2016; 61: 24–30. DOI: 10.14314/polimery.2016.024.
  • 2. Czarnecka-Komorowska, D.; Nowak-Grzebyta, J.; Gawdzińska, K.; Mysiukiewicz, O.; Tomasik, M. Polyethylene/Polyamide Blends Made of Waste with Compatibilizer: Processing, Morphology, Rheological and Thermo-Mechanical Behavior. Polymers 2021; 13. DOI: 10.3390/polym13142385.
  • 3. Krawiec, P.; Różański, L.; Czarnecka-Komorowska, D.; Warguła, Ł. Evaluation of the Thermal Stability and Surface Characteristics of Thermoplastic Polyurethane V-Belt. Materials 2020; 13: 1502. DOI: 10.3390/ma13071502.
  • 4. Tor-Świątek, A.; Garbacz, T.; Stloukal, P. Analysis of Selected Properties of Microporous PLA as a Result of Abiotic Degradation. Materials 2022; 15: 3133. DOI: 10.3390/ma15093133.
  • 5. Palutkiewicz, P.; Garbacz, T. The Influence of Blowing Agent Addition, Glass Fiber Filler Content and Mold Temperature on Selected Properties, Surface State and Structure of Injection Molded Parts from Polyamide 6. Cellular Polymers 2016; 35: 159–192. DOI: 10.1177/026248931603500401.
  • 6. Jachowicz, T.; Sikora, J.W.; Dulebová, Ľ. Investigating Effects of Prodegradant Content on Selected Properties of Polymer Composite Materials. Environmental Engineering & Management Journal (EEMJ) 2017; 16: 2879–2886. DOI: 10.30638/eemj.2017.297.
  • 7. Krawiec, P.; Wargula, L.; Maloziec, D.; Kaczmarzyk, P.; Dziechciarz, A.; Czarnecka-Komorowska, D. The Toxicological Testing and Thermal Decomposition of Drive and Transport Belts Made of Thermoplastic Multilayer Polymer Materials. Polymers 2020; 12: 2232. DOI: 10.3390/polym12102232.
  • 8. Knapčíková, L.; Balog, M.; Husár, J.; Szilágyi, E. Material Recycling of Some Automobile Plastics Waste. Przemysl Chemiczny 2016; 95: 1716–1720. DOI: 10.15199/62.2016.9.12.
  • 9. Summerscales, J.; Dissanayake, N.; Virk, A.; Hall, W. A Review of Bast Fibres and Their Composites. Part 2 – Composites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2010; 41: 1336–1344. DOI: 10.1016/j.compositesa.2010.05.020.
  • 10. Dittenber, D.B.; GangaRao, H.V.S. Critical Review of Recent Publications on Use of Natural Composites in Infrastructure. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2012; 43: 1419–1429. DOI: 10.1016/j.compositesa.2011.11.019.
  • 11. Królikowski, W. Polimerowe Kompozyty Konstrukcyjne; PWN, 2017.
  • 12. Czarnecka-Komorowska, D.; Tomasik, M.; Thakur, V.K.; Kostecka, E.; Rydzkowski, T.; JursaKulesza, J.; Bryll, K.; Mysłowski, J.; Gawdzińska, K. Biocomposite Composting Based on the SugarProtein Condensation Theory. Industrial Crops and Products 2022; 183: 114974. DOI: 10.1016/j.indcrop.2022.114974
  • 13. Kaup, M.; Łozowicka, D.; Baszak, K.; Ślączka, W.; Kalbarczyk-Jedynak, A. Risk Analysis of Seaport Construction Project Execution. Applied Sciences 2022; 12: 8381, DOI: 10.3390/app12168381.
  • 14. Czarnecka-Komorowska, D.; Chandra, S.; Kopeć, B.; Borowski, J.; Garbacz, T. Investigating the Effect of Photo-Oxidative Degradation on the Ageing Resistance of the Car Mudflaps Manufactured with Post-Production High-Density Polyethylene Wastes. Adv. Sci. Technol. Res. J. 2022; 16: 38–47.
  • 15. Czarnecka-Komorowska, D.; Kanciak, W.; Barczewski, M.; Barczewski, R.; Regulski, R.; Sędziak, D.; Jędryczka, C. Recycling of Plastics from Cable Waste from Automotive Industry in Poland as an Approach to the Circular Economy. Polymers 2021; 13: 3845. DOI: 10.3390/polym13213845.
  • 16. Krauklis, A.E.; Karl, C.W.; Gagani, A.I.; Jørgensen, J.K. Composite Material Recycling Technology–State-of-the-Art and Sustainable Development for the 2020s. Journal of Composites Science 2021; 5: 28. DOI: 10.3390/jcs5010028.
  • 17. Mohee, R.; Mauthoor, S.; Bundhoo, Z.M.A.; Somaroo, G.; Soobhany, N.; Gunasee, S. Current Status of Solid Waste Management in Small Island Developing States: A Review. Waste Management 2015; 43: 539–549. DOI: 10.1016/j.wasman.2015.06.012.
  • 18. Summerscales, J., Singh, M.M., Wittamore, K. 8 – Disposal of Composite Boats and Other Marine Composites. In Marine Applications of Advanced Fibre-Reinforced Composites; Graham-Jones, J., Summerscales, J., Eds.; Woodhead Publishing Series in Composites Science and Engineering; Woodhead Publishing 2016; 185–213.
  • 19. Scheibe, M., Urbaniak, M., Goracy, K., Bledzki, A.K. Problems Connected with Utilization of Polymer Composite Products and Waste Materials. Part II. “Scrapping” of Composite Recreational Vessels in the World in the Perspective of 2030. Polimery 2019; 64: 788–794. DOI: 10.14314/polimery.2019.11.7.
  • 20. Urbaniak, K., M.B.A.K.G., Scheibe, M. Problems Connected with Utilization of Polymer Composite Products and Waste Materials Part I. Production Volume, Utilization of Composites with Carbon Fibres, Legislative Aspects, Industrial Recycling. Polimery 2019; 64: 777–787.
  • 21. Scheibe M. Analiza Zastosowania Polimerowych Kompozytów Wzmacnianych Włóknami Naturalnymi Do Budowy Wybranych Jednostek Pływających. Praca doktorska, Akademia Morska w Szczecinie, 2022.
  • 22. https://Www.Forbes.Pl/Biznes/Polska-Produkcja-Jachtow-Dominuje-w-Ue/L13c1e0.
  • 23. Peças, P.; Carvalho, H.; Salman, H.; Leite, M. Natural Fibre Composites and Their Applications: A Review. Journal of Composites Science 2018; 2: 66. DOI: 10.3390/jcs2040066.
  • 24. Pickering, K.L.; Efendy, M.G.A.; Le, T.M. A Review of Recent Developments in Natural Fibre Composites and Their Mechanical Performance. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2016; 83: 98–112. DOI: 10.1016/j.compositesa.2015.08.038.
  • 25. Miao, M.; Finn, N. Conversion of Natural Fibres into Structural Composites. Journal of Textile Engineering 2008; 54: 165–177. DOI: 10.4188/jte.54.165.
  • 26. Shahzad, A. Hemp Fiber and Its Composites – a Review. Journal of Composite Materials 2012; 46: 973–986. DOI: 10.1177/0021998311413623.
  • 27. Puech, L.; Ramakrishnan, K.R.; Moigne, N.L.; Corn, S.; Slangen, P.R.; Duc, A.L.; Boudhani, H.; Bergeret, A. Investigating the Impact Behaviour of Short Hemp Fibres Reinforced Polypropylene Biocomposites through High Speed Imaging and Finite Element Modelling. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2018; 109: 428–439. DOI: 10.1016/j.compositesa.2018.03.013.
  • 28. Miedzianowska, J.; Masłowski, M.; Strzelec, K. Thermoplastic Elastomer Biocomposites Filled with Cereal Straw Fibers Obtained with Different Processing Methods–Preparation and Properties. Polymers 2019; 11: 641. DOI: 10.3390/polym11040641.
  • 29. Hughes, M. Defects in Natural Fibres: Their Origin, Characteristics and Implications for Natural Fibre-Reinforced Composites. Journal of Materials Science 2012; 47: 599–609. DOI: 10.1007/s10853–011–6025–3.
  • 30. Faruk, O.; Bledzki,A.K.; Fink, H.-P.; Sain, M. Progress Report on Natural Fiber Reinforced Composites. Macromolecular Materials and Engineering 2014; 299: 9–26. DOI: 10.1002/mame.201300008.
  • 31. Madsen, B.; Thygesen, A.; Lilholt, H. Plant Fibre Composites – Porosity and Volumetric Interaction. Composites Science and Technology 2007; 67: 1584–1600. DOI: 10.1016/j.compscitech.2006.07.009.
  • 32. Marrot, L.; Lefeuvre, A.; Pontoire, B.; Bourmaud, A.; Baley, C. Analysis of the Hemp Fiber Mechanical Properties and Their Scattering (Fedora 17). Industrial Crops and Products 2013; 51: 317–327. DOI: 10.1016/j.indcrop.2013.09.026.
  • 33. Scheibe, M. Projekt Wstępny Technologii Budowy Kadłuba Jachtu Typu CROSS25; Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, 2015; pp. 16–18.
  • 34. CEN EN ISO 12215–4:2002 Małe statki – Konstrukcja i wymiarowanie kadłuba – Część 4: Warsztat i produkcja (ISO 12215- 4:2002) 12.02.2016.
  • 35. CEN EN ISO 12215–2:2002 Małe statki – Konstrukcja i wymiarowanie kadłuba – Część 2: Materiały: Materiały rdzeniowe dla konstrukcji przekładkowych, materiały wypełniające (ISO 12215–2:2002).
  • 36. CEN EN ISO 12215–3:2002 Małe statki – Konstrukcja i wymiarowanie kadłuba – Część 3: Materiały: Stal, stopy aluminium, drewno inne materiały (ISO 12215–3:2002) 12.02.2016.
  • 37. CEN EN ISO 12215–1:2000 Małe statki – Konstrukcja kadłuba i wymiary elementów konstrukcyjnych kadłuba – Część 1: Materiały: Żywice termoutwardzalne, zbrojenie z włókna szklanego, laminat wzorcowy (ISO 12215–1:2000).
  • 38. Polski Rejestr Statków: Przepisy – Publikacja Nr 101/P – Jachty komercyjne 12+. (2013).
  • 39. Polski Rejestr Statków: Przepisy klasyfikacji i budowy jachtów morskich. Cz. I Zasady Klasyfikacji. (2012).
  • 40. Polski Rejestr Statków: Przepisy klasyfikacji i budowy jachtów morskich – Cz. II Kadłub. (1998).
  • 41. Polski Rejestr Statków: Przepisy klasyfikacji i budowy jachtów morskich – Cz. VI – Materiały. (2012).
  • 42. Polski Rejestr Statków: Przepisy – Publikacja Nr 118/P – Wymagania dotyczące statków pasażerskich zbudowanych z kompozytów polimerowych, eksploatowanych w żegludze krajowej. (2018).
  • 43. Directive 2013/53/EU of the European Parliament and of the Council of 20 November 2013 on recreational craft and personal watercraft and repealing Directive 94/25/EC (Text with EEA relevance).
Uwagi
Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-696ba65f-1b92-494b-a457-ec9bc9c72262
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.