Impact and adhesion tests of composite polymer coatings on steel substrate

• Autorzy: Mayer P. , Dmitruk A. , Pach J.

Warianty tytułu

PL

Badania udarności i przyczepności kompozytowych powłok polimerowych na podłożu stalowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper compares the influence of the type and number of composite reinforcement layers on the impact resistance, as well as the effect of the matrix type. Carbon, aramid and carbon-aramid fabrics were tested, and block copolymer styrene-butadiene-styrene and epoxy resin were also tested. In addition to impact tests, investigations were also carried out on the adhesion of the coatings, without reinforcement and with one layer of fabric, to the steel substrate. The highest values of pulloff strength were obtained for the coatings based on the SBS copolymer reinforced with fabrics. In the case of the coatings reinforced with aramid and aramid-carbon fabric, both adhesive and cohesive damage occurred during the pull-off test.

PL

W pracy porównano wpływ rodzaju oraz ilości warstw wzmocnienia kompozytu na odporność na uderzenia, a także określono wpływ rodzaju osnowy. Przebadano tkaninę węglową, aramidową oraz węglowo-aramidową, a jako osnowę blokowy kopolimer styren-butadien-styren oraz żywicę epoksydową. Oprócz badań udarowych przeprowadzono badania przyczepności powłok bez wzmocnienia i z jedną warstwą tkaniny do podłoża stalowego. Największe wartości wytrzymałości na odrywanie uzyskano dla powłok na bazie kopolimeru SBS wzmocnionego tkaninami. W przypadku powłok wzmocnionych tkaniną aramidową i aramidowo-węglową podczas próby odrywania doszło do zniszczenia adhezyjnego i kohezyjnego.

Słowa kluczowe

EN

composites coatings; laminates; impact strength of coatings; pull-off tests

PL

powłoki kompozytowe; laminaty; udarność powłok; badania przyczepności

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 18, nr 3
• Strony: 156--161
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Mayer P.

• Wroclaw University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

autor

Dmitruk A.

• Wroclaw University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

autor

Pach J.

• Wroclaw University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

Bibliografia

• [1] Kotnarowska D., Wojtyniak M., Metody badań jakości powłok ochronnych, Wydawnictwo Politechniki Radomskiej, Radom 2010.
• [2] Yeh J-M., Chang K-C., Polymer/layered silicate nanocomposite anticorrosive coatings, Journal of Industrial and Engineering Chemistry 2008, 14, 275-291.
• [3] Chattopadhyay D.K., Raju K.V.S.N., Structural engineering of polyurethane coatings for high performance applications, Progress in Polymer Science 2007, 32, 352-418.
• [4] Przerwa M., Wpływ czynników klimatycznych na stan powierzchni powłok poliuretanowych i epoksydowych, TRANSCOMP - XIV International Conference Computer Systems Aided Science, Industry and Transport, Logistyka 2010, 6, 2811-2817.
• [5] Mayer P., Pach J., Udarność kompozytowych powłok z tkaniną aramidową na podłożu stalowym, Interdisciplinary Journal of Engineering Sciences 2016, 4, 1, 6-10.
• [6] Tekalur S.A., Shukla A., Shivakumar K., Blast resistance of polyurea based layered composite materials, Composite Structures 2008, 84, 271-281.
• [7] Xue L., Mock W., Belytschko T., Penetration of DH-36 plates with and without polyurea coating, Mechanics of Material 2010, 942, 81-103.
• [8] Roland C.M., Fragiadakis D., Gamache R.M., Elastomerstell laminate armor, Composite Structures 2010, 92, 1059-1064.
• [9] Hallmann L., Ulmer P., Mreusser E., Hanmerle C., Effect of blasting pressure, abrasive particle size and grade on phase transformation and morphological change of dental zirconia surface, Surface & Coatings Technology 2012, 206, 4293-4302.
• [10] Zhang T., Bao Y., Gawne D.T., Mason P., Effect of a moving flame on the temperature of polymer coatings and substrates, Progress in Organic Coatings 2011, 70, 45-51.
• [11] Balagna C. et al., Antibacterial coating on polymer for space application, Materials Chemistry and Physics 2012, 135, 714-722.
• [12] Huang M., Zhang H., Yang J., Synthesis of organic silane microcapsules for self-healing corrosion resistant polymer coatings, Corrosion Science 2012, 65, 561-566.
• [13] Moynot V., Gonzalez S., Kittle J., Self-healing coatings: An alternative route for anticorrosion protection, Progress in Organic Coatings 2018, 63, 307-315.
• [14] Nesterova T., Johansen K., Pedersen L., Kill S., Microcapsule-based self-healing anticorrosive coatings: Capsule size, coating formulation, and exposure testing, Progress in Organic Coatings 2012, 75, 309-318.
• [15] Hua Z., Hongxia W., Haitao N., Gestos A., Tong L., Robust, self-healing superamphiphobic fabrics prepared by two-step coating of fluoro-containing polymer, fluoroalkyl silane, and modified silica nanoparticles, Advanced Functional Materials 2013, 23, 1664-1670.
• [16] Bolimowski P.A., Kozera R., Kozera P., Boczkowska A., Charpy impact tests of epoxy matrix filled with poly(ureaformaldehyde) microcapsules for self-healing applications, Composites Theory and Practice 2017, 17, 4, 206-210.
• [17] Montemor M.F., Functional and smart coatings for corrosion protection: A review of recent advances, Surface and Coatings Technology 2014, 258, 17-37.
• [18] Vaca-Cortes E., Lorenzo M.A., Irsa J.O., et al., Adhesion testing of epoxy coating; 1998. (Research Report no. 1256-6).
• [19] Siegmann S., Dvorak M., Grutzner H., et al., Shear testing for characterizing the adhesive and cohesive coating strength without the need of adhesives. Proceedings of ITSC 2005 thermal spray connects: explore its surfacing potential! 2005, 823-829.
• [20] Baek Y.H., Chung M.K., Son S.M., et al., Reliability on coating pull-off adhesion strength test. Corrosion Conference and Expo 2009, 1-10.
• [21] Szczurek A., Barcikowski M., Leluk K., Babiarczuk B., Kaleta J., Krzak J., Improvement of interaction in a composite structure by using a sol-gel functional coating on carbon fibers, Materials 2017, 10, 1-15.
• [22] PN-EN ISO 6272-1:2011 - Studies of sudden deformation (impact resistance). Part 1: Testing with a falling weight, indenter with a large surface area.
• [23] PN-EN ISO 4624:2016-05. Paints and varnishes - pull-off test for adhesion.

Uwagi

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