Novel hybrid composites based on polypropylene with basalt/carbon fiber

• Autorzy: Kuciel S. , Kufel A.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2018.5.8

Warianty tytułu

PL

Hybrydowe kompozyty na osnowie polipropylenu wzmacniane włóknami bazaltowymi i węglowymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Hybrid composites based on the homopolymer polypropylene Moplen HP500N reinforced with a mixture of basalt and carbon fibers in weight content of 10, 15 and 20 % were produced by injection molding. The density of these composites, their shrinkage and the Vicat softening temperature were determined. Tests of tensile and bending strength properties were carried out and Charpy impact was determined at three temperatures: -24, 22 and 80 °C. SEM images were taken to assess the effects of reinforcement and homogenization of composites and to determine the characteristics of their microstructure. Light-weight hybrid composites with already 10 wt % basalt fibers and 10 wt % carbon fibers are characterized by more than two and a half times increase in strength and over four times increase of the modulus of elasticity in a wide range of temperatures.

PL

Wytworzono metodą wtryskiwania hybrydowe kompozyty homopolimeru polipropy­lenowego Moplen HP500N wzmacniane mieszaniną włókien bazaltowych i węglowych o udziale wagowym 10, 15 i 20 %. Wyznaczono gęstość wytworzonych kompozytów, ich skurcz oraz temperaturę mięknienia Vicata. Wykonano badania właściwości wytrzymałościowych przy rozciąganiu i zginaniu oraz oznaczono udarność wg Charpy`ego w temperaturze: -24, 22 i 80 °C. W celu oceny efektów wzmocnienia oraz homogenizacji kompozytów i oznaczenia cech ich mikrostruktury wykonano mikrofotografie SEM. Stwierdzono, że w przypadku lekkich hybrydowych kompozytów z włóknami bazaltowymi i węglowymi już 10-proc. udział włókien powoduje ponad dwu i pół krotne zwiększenie wytrzymałości oraz ponad czterokrotne zwiększenie modułu sprężystości w szerokim zakresie temperatury.

Słowa kluczowe

EN

polypropylene; hybrid composite; mechanical properties

PL

polipropylen; kompozyty hybrydowe; właściwości wytrzymałościowe

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 63, nr 5
• Strony: 387--390
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Kuciel S.

• Cracow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Materials Engineering, al. Jana Pawła II 37, 31-864 Kraków, Poland

autor

Kufel A.

• Cracow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Materials Engineering, al. Jana Pawła II 37, 31-864 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Fu S.Y., Lauke B., Mäder E. et al.: Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2000, 31, 1117. https://doi.org/10.1016/S1359-835X(00)00068-3
• [2] Guo G., Chen J.C., Gong G.: Polymer Composites 2017, 1, 7. https://doi.org/10.1002/pc.24350
• [3] Swolfs Y., Gorbatikh L., Verpoest I.: Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2014, 67, 181. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2014.08.027
• [4] Kada D., Migneault S., Tabak G. et al.: BioResources 2016, 11, 1393. https://doi.org/10.15376/biores.11.1.1393-1406
• [5] Valente M., Sarasini F., Marra F. et al.: Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2011, 42, 649. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2011.02.004
• [6] Al-Maadeed M.A., Shabana Y.M., Khanam P.N.: Materials & Design 2014, 58, 374. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2014.02.044
• [7] Turku I., Kärki T.: European Journal of Wood and Wood Products 2014, 72, 73. https://doi.org/10.1007/s00107-013-0754-8
• [8] Jiang Z., Li S., Zeng J. et al.: Advanced Materials Research 2011, 189–193, 4043. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.189-193.4043
• [9] Yan X., Cao S.: Composite Structures 2018, 185, 362. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2017.11.037
• [10] Fiore V., Scalici T., Di Bella G. et al.: Composites Part B: Engineering 2015, 74, 74. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2014.12.034
• [11] Singha K.: International Journal of Textile Science 2012, 1 (4), 19. https://doi.org/10.5923/j.textile.20120104.02
• [12] Greco A., Maffezzoli A., Casciaro G. et al.: Composites Part B: Engineering 2014, 67, 233. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2014.07.020
• [13] Smith M.: Reinforced Plastics 2017, in press. https://doi.org/10.1016/j.repl.2017.07.004
• [14] Newcomb B.A.: Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2016, 91, 262. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2016.10.018
• [15] Sarasini F., Tirillò J., Ferrante L. et al.: Composites Part B: Engineering 2014, 59, 204. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2013.12.006
• [16] Bunsell A.R., Harris B.: Composites 1974, 5, 157. https://doi.org/10.1016/0010-4361(74)90107-4
• [17] Bandaru A.K., Patel S., Sachan Y. et al.: Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2016, 90, 642. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2016.08.031
• [18] Siročić A.P., Hrnjak-Murgić Z., Jelenčić J.: Composite Interfaces 2009, 16, 85. https://doi.org/10.1163/156855409X402876
• [19] Hassan A., Rahman N.Abd., Yahya R.: Journal of Reinforced Plastics and Composites 2011, 30, 1223. https://doi.org/10.1177/0731684411417916
• [20] Zhang X., Yang H., Lin Z. et al.: Journal of Thermoplastic Composite Materials 2013, 26, 16. https://doi.org/10.1177/0892705711417030

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).