Mechanical Properties of PETG Fibres and Their Usage in Carbon Fibres/Epoxy Composite Laminates

• Autorzy: Latko-Durałek P. , Dydek K. , Golonko E. , Boczkowska A.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0011.5740

Warianty tytułu

PL

Właściwości mechaniczne włókien PETG i ich zastosowanie w laminatach węglowoepoksydowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper reports on a melt-spinning process of glycol-modified poly(ethylene terephthalate) PETG and regranulate of PETG. The effect of the processing temperature and winding reel velocity on the diameters of fibres was examined. It was observed with a scanning electron microscope that the surface of fibres produced from recycled PETG are thicker but smoother than fibres made of fresh PETG. Applying a higher drawing velocity helped to decrease the diameters, which were between 75-150 μm. Under static deformation, fibres showed different behaviour, with higher flexibility and lower strength observed for fibres made of PETG regranulate. Both types of fibre were chopped and added to carbon fibre reinforced polymers as interlayers to investigate their effect on mechanical properties. It was found that the flexural strength decreased in the presence of PETG fibres, while interlaminar shear strength improved, but only in the case of fresh PETG fibres.

PL

W artykule przedstawiono proces przędzenia ze stopu zmodyfikowanego glikolem poli (tereftalanu etylenu) PETG i regranulatu PETG. Zbadano wpływ temperatury przetwórstwa i prędkości bębna nawijającego na średnice włókien. Za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego zaobserwowano, że włókna wytworzone z recyklatu PETG jest są grubsze, ale ich powierzchnia jest gładsza niż w przypadku włókien wykonanych ze świeżego PETG. Zastosowanie większej prędkości nawijania pomogło zmniejszyć średnice, które w efekcie wynosiły od 75 do 150 pm. Przy odkształceniu statycznym włókna wykazywały różne zachowanie, z obserwowaną większą elastycznością i mniejszą wytrzymałością włókien wykonanych z regranulatu PETG, Oba rodzaje włókien zostały pocięte i dodane do kompozytów epoksydowych wzmacnianych włóknem węglowym jako międzywarstwy, w celu zbadania ich wpływu na właściwości mechaniczne laminatów. Stwierdzono, że wytrzymałość na zginanie zmniejszyła się w obecności włókien PETG, podczas gdy wytrzymałość na ścinanie międzywarstwowe poprawiła się, ale tylko w przypadku dodatku włókien ze świeżego PETG.

Słowa kluczowe

EN

PETG; fibres; CFRP; mechanical properties; SEM; recycling

PL

PETG; włókna; CFRP; właściwości mechaniczne; SEM; recykling

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 26, no. 2 (128)
• Strony: 61--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Latko-Durałek P.

• Faculty of Materials Science and Engineering, Warsaw University of Technology, ul. Woloska 141, 02-507 Warsaw, Poland

autor

Dydek K.

• Faculty of Materials Science and Engineering, Warsaw University of Technology, ul. Woloska 141, 02-507 Warsaw, Poland

autor

Golonko E.

• Faculty of Materials Science and Engineering, Warsaw University of Technology, ul. Woloska 141, 02-507 Warsaw, Poland

autor

Boczkowska A.

• Faculty of Materials Science and Engineering, Warsaw University of Technology, ul. Woloska 141, 02-507 Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. Dupaix RB, Boyce MC. Finite strain behavior of poly(ethylene terephthalate) (PET) and poly(ethylene terephthalate)-glycol (PETG). Polymer 2005;46: 4827-38.
• 2. Gecol H, Scamehorn JF, Christian SD, Riddell FE. Use of surfactants to remove solvent-based inks from plastic films. Colloid Polym Sci. 2003; 281: 1172-7.
• 3. Songsiri D, Min SS, Scamehorn JF, Osuwan S, Ellis JW. Use of cationic surfactant to remove solvent-based ink from rigid high density polyethylene surfaces. Colloids Surfaces A Physicochem Eng Asp. 2002; 204: 261-9.
• 4. Piesowicz E, Boczkowska A, Latko P, Putynkowski G, Przetakiewicz W, Paszkiewicz S, et al. A method for recovering polymer from printed PETG substrates. EP 2987822 B1. 2014.
• 5. Hogg PJ. Toughening of thermosetting composites with thermoplastic fibres. Mater Sci Eng A. 2005; 412: 97-103.
• 6. Zhu L. Investigations on damage resistance of carbon fiber composite panels toughened using veils. Chinese J Aeronaut. Chinese Society of Aeronautics and Astronautics; 2013; 26: 807-13.
• 7. Ramirez V a, Hogg PJ, Sampson WW. The influence of the nonwoven veil architectures on interlaminar fracture toughness of interleaved composites. Compos Sci Technol. Elsevier Ltd; 2015; 110: 103-10.
• 8. Mureau AS, Peijs MT. Blends of poly(ethylene terephthalate) and epoxy as matrix material for continuous fibre reinforced composites. Plast Rubber Compos. 2001; 30: 213-21.
• 9. Elias HG. Filaments and Fibers. Chapter 38-Filaments Fibers Macromol. 1-Structures Prop. Second Ed. Springer; 1984.
• 10. Yang R, Gao W, Xue Y. Airflow Characteristics During the Rotor Spun Composite Yarn Spinning Process. FIBRES &TEXTILES in Eastern Europe 2017; 25: 13-17. DOI: 10.5604/01.3001.0010.4621.
• 11. Vadicherla T, Saravanan D. Effect of blend ratio on the quality characteristics of recycled polyester/cotton blended ring spun yarn. FIBRES &TEXTILES in Eastern Europe. 2017; 25: 48-52. DOI: 10.5604/12303666.1227875.
• 12. Beckermann GW, Pickering KL. Mode I and Mode II interlaminar fracture toughness of composite laminates interleaved with electrospun nanofibre veils. Compos Part A Appl Sci Manuf. Elsevier Ltd; 2015; 72: 11-21.
• 13. Xu H, Tong X, Zhang Y, Li Q, Lu W. Mechanical and electrical properties of laminated composites containing continuous carbon nanotube fi lm interleaves. Compos Sci Technol. Elsevier Ltd; 2016; 127: 113-8.
• 14. Wong W Y D, Lin L, McGrail PT, Peijs T, Hogg PJ. Improved fracture toughness of carbon fibre/epoxy composite laminates using dissolvable thermoplastic fibres. Compos Part A Appl Sci Manuf. 2010; 41: 759-67.
• 15. Nash NH, Young TM, McGrail PT, Stanley WF. Inclusion of a thermoplastic phase to improve impact and post-impact performances of carbon fibre reinforced thermosetting composites – A review. Mater Des. Elsevier Ltd; 2015; 85: 582-97.

Uwagi

PL

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