Effects of the Vacuum Moulding Process on the Mechanical Properties of Cotton/Epoxy Composite

• Autorzy: Tafur C. L. , Mora E. E. , Baracaldo R. R.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0011.7309

Warianty tytułu

PL

Wpływ procesu odlewania podciśnieniowego na właściwości mechaniczne kompozytów bawełniano-epoksydowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A study on the effect of the vacuum assisted resin transfer moulding (VARTM) manufacturing process on the mechanical properties of cotton/epoxy composite is presented in this investigation. Woven cotton was used as reinforcing material embedded in epoxy resin. The woven cotton was treated with sodium hydroxide for one hour at concentrations of 0% to 20%. The tensile test showed that the untreated material had the highest ultimate strength and Young’s modulus. Observation of the fracture surface by scan electronic microscopy (SEM) was compared to the hand lay-up process as well as the results of the tensile test. The comparison showed that the VARTM process presents better mechanical properties than the hand lay-up process due to the reduction in discontinuities observed by means ofoptical microscopy.

PL

W pracy przedstawiono badanie wpływu procesu wytwarzania kompozytów metodą VARTM (vacuum assisted resin transfer moulding) na właściwości mechaniczne kompozytów bawełniano-epoksydowych. Jako materiał wzmacniający osadzony w żywicy epoksydowej zastosowano tkaninę bawełnianą. Tkaninę bawełnianą poddano obróbce wodorotlenkiem sodu przez godzinę w stężeniach od 0% do 20%. Próba rozciągania wykazała, że materiał nie poddany obróbce miał najwyższą wytrzymałość końcową i moduł Younga. Dokonano obserwacji powierzchni pęknięcia metodą mikroskopii skaningowej (SEM), a wyniki porównano z procesem ręcznego układania. Porównanie wykazało, że proces przy zastosowaniu procesu VARTM otrzymano lepsze właściwości mechaniczne kompozytów, niż przy uzyciu procesu ręcznego układania.

Słowa kluczowe

EN

natural fibre; composite; cotton; tensile; fractography

PL

włókno naturalne; bawełna; rozciąganie; fraktografia

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 26, no. 3 (129)
• Strony: 93--97
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tafur C. L.

• Universidad Nacional de Colombia,Grupo Innovación de Procesos de Manufacturae Ingeniería de Materiales, Bogota, Colombia

autor

Mora E. E.

• Universidad Nacional de Colombia,Grupo Análisis de Falla e Ingeniería de Superficies, Bogota, Colombia

autor

Baracaldo R. R.

• Universidad Nacional de Colombia,Grupo Innovación de Procesos de Manufacturae Ingeniería de Materiales, Bogota, Colombia

Bibliografia

• 1. Taj S, Manuwar A, Khan S. Natural Fiber-Reinforced Polymer Composites. Proc. Pakistan Acad. Sci. 2007; 44(2): 129-144.
• 2. Hull D, Clyne T. An introduction to composite materials. 2nd ed. Cambridge University Press, 1996.
• 3. Riedel U, Nickel J. Applications of Natural Fiber Composites for Constructive Parts in Aerospace, Automobiles, and Other Areas. Biopolymers 2005; 272: 34–40.
• 4. Bogoeva-Gaceva G, Avella M, Malinconico M, Buzarovska A, Grozdanov A, Gentile G, Errico ME. Fatigue properties of highly oriented polypropylene tapes and allpolypropylene composites. Polymer composite 2008; 16(2): 101 –113.
• 5. Pickering KL, Efendy MGA, Le TM. A review of recent developments in natural fibre composites and their mechanical performance. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2005; 83: 98–112.
• 6. Joshi SV, Drzal LT, Mohanty AK, Arora S. Are natural fiber composites environmentally superior to glass fiber reinforced composites?. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2004; 35(3): 371–376.
• 7. Ansell MP. Natural Fibre Composites. Tropical Natural Fibre Composites: Properties, Manufacture and Applications 2015; 365–374.
• 8. Rodríguez E, Petrucci R, Puglia D, Kenny JM, Vázquez A. Vacuum Infusion Characterization of Composites Based on Natural and Glass Fibers Obtained by vacumm infusion. Journal of Composite Materials 2005; 39(3):265–282.
• 9. Gu Y, Tan X, Yang Z, Zhang Z. Hot compaction and mechanical properties of ramie fabric/epoxy composite fabricated using vacuum assisted resin infusion molding. Materials & Design 2014; 56: 852–861.
• 10. Jauhari N., Mishra R, Thakur H. Natural Fibre Reinforced Composite Laminates – A Review. Materials Today: Proceedings 2015; 2: 2868–2877.
• 11. O’Donnell A, Dweib MA. Natural fiber composites with plant oil-based resin. Composites Science and Technology 2004; 64: 1135–1145.
• 12. Cortés D. Salazar L. Analisis estructural, seleccion de la configuracion estructural y seleccion de materiales de la aeronave de propulsion humana SUE-SUA para la competencia internacional Kremer en la categoria maraton. Thesis. Universidad San Buenaventura, Colombia, 2011.
• 13. Alomayri T, Shaikh FUA, Lav IM. Synthesisandmechanical properties of cotton fabric reinforced geopolymer composites. Composites: Part B: Engineering 2014, 60: 36-42.
• 14. Hashim MY, Roslan MN, Amin AM, Mujahid A, Zaidi A. Mercerization Treatment Parameter Effect on Natural Fiber Reinforced Polymer Matrix Composite: A Brief Review. World Academy of Science, Engineering and Technology 2012; 6(8): 1638– 1644.
• 15. Yue Y, Han G, Wu Q. Transitional properties of cotton fibers from cellulose i to cellulose II structure. BioResources 2013; 8(4): 6460–6471.
• 16. Mwaikambo LY, Ansell MP. The effect of chemical treatment on the properties of hemp, sisal, jute and kapok for composite reinforcement. Macromolecular Materials and Engineering 1999; 1–16.
• 17. Campbell F. Manufacturing processes for advanced composites. 1a ed. UK: Elsevier, 2004, p.180.
• 18. Song X. Vacuum Assisted Resin Transfer Molding ( VARTM ): Vacuum Assisted Resin Transfer Molding ( VARTM ). PhD Thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University, Virginia, 2003.
• 19. ASTM D3039/D3039M − 14 Standard Test Method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials.
• 20. Greenhalgh ES. Failure analysis an factography of polymer composite. Cambrige: Woodhead Publishing Limited, 2009.
• 21. Koyuncu M, Karahan M, Karahan N, Shaker K, Nawab Y. Static and dynamic mechanical properties of cotton/epoxy green composites. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2016; 24, 4(118): 105–111. DOI: 10.5604/12303666.1201139
• 22. Phillips S, Baets J, Lessard L, Hubert P, Verpoest I. Characterization of flax/epoxy prepregs before and after cure. Journal of Reinforced Plastics and Composites 2013; 32(11): 777–785.
• 23. Hossain MR, Islam MA, Van Vuurea A, Verpoest I. Tensile behavior of environment friendly jute epoxy laminated composite. Procedia Engineering 2013; 56: 782–788.
• 24. Naveenkumar R, Sharun V, Dhanasakkaravarthi B, Theophilus I. Comparative study on jute and Kenaf fiber composite material. Journal of Applied Sciences and Engineering Research 2015; 4(2): 250–258.
• 25. Oksman K, Wallström L, Berglund LA, Toledo RD. Morphology and mechanical properties of unidirectional sisal-epoxy composites. Journal of Applied Polymer Science 2002; 84(13): 2358–2365.
• 26. Aguirre EF. Caracterización a esfuerzo último y tenacidad de fractura translaminar de un material compuesto embebido en matriz epóxica reforzado con fibras de algodón. Thesis,Universidad Nacional de Colombia, Colombia, 2013.
• 27. Yuhazri M, Phongsakorn P, Sihombing H. A Comparison Process Between Vacuum Infusion And Hand Lay up Method Toward Kenaf/Polyester Composites. International Journal of Basic & Applied Sciences 2010; 10(33): 63–66.
• 28. Yun-hae Kim C, Hee-Beom An A, Takagi B A Comparison of Mechanical Property of Jute/Styrene By Vartm and Hand-Lay Up Methods. The Society of Naval Architects of Korea Conference Kit 2011; 1–4.

Uwagi

PL

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