Możliwości wykorzystania włókien aramidowych w ablacyjnych osłonach termoochronnych

• Autorzy: Kucharczyk W. , Nachyła P. , Krzyżak A.

Warianty tytułu

EN

The capabilities of use aramid fibers to thermo-protective ablative casings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań procesu ablacji materiałowej epoksydowych laminatów szklano-aramidowych pod kątem możliwości ich zastosowań na termoochronne osłony autonomiczne do zabezpieczania maszyn i urządzeń technicznych oraz budowli i elementów infrastruktury budowlanej w warunkach zagrożenia pożarowego lub krótkotrwałego, intensywnego oddziaływania wysokotemperaturowego strumienia cieplnego. Właściwości termoochronne laminatów modyfikowano zmianą ich składów fazowych. Na materiał osnowy epoksydowej użyto żywice Epidian 601 sieciowaną albo utwardzaczem dwumianowym IDA (53 ns) albo utwardzaczem TFF (27 ns). Wzmocnieniem włóknistym były tkaniny aramidowe: Nomex T993 o gramaturze 720 g/m2 oraz Kevlar o gramaturze 300 g/m2, jak również tkanina szklana o gramaturze 300 g/m2. Badania zostały oparte o statyczne metody planowania doświadczeń. Określono jakościowy i ilościowy wpływ komponentów na termochronne właściwości kompozytów epoksydowych: średnią temperaturę maksymalną tylnej powierzchni ścianki próbki ablacyjnej oraz średni względny ablacyjny (erozyjny) ubytek masy.

EN

The paper presents the results of ablation studies of aramid epoxy laminates in terms of the woven fabrics fillers type influence on selected thermo-protective properties of composite components for use on machines, technical equipments and modern building constructions or in tunnelling designing thermal-protections. As a reinforcement were used layers of Nomex fabrics of a basis weight 720 g/m2 and Kevlar fabrics of a basis weight 300 g/m2, as well as glass fabrics of a basis weight 300 g/m2 – all woven fabrics arranged in a matrix of epoxy resin Epidian 601 crosslinked with hardeners IDA or TFF, at room temperature. The composites were treated with hot combustion gases to determinate the temperature profiles across the studied samples (cubes 10x25x35 mm). Carbonization of the crosslinked matrix was observed. As the main parameter to estimate the quantitative and qualitative effect of aramid fiber fillers on ablative thermo-protective properties, the maximum temperature of the back-side surface of the wall sample ts was determined and compared. Moreover, the relative ablation mass waste Ua was also specified.

Słowa kluczowe

PL

właściwości termoochronne; system tuneli przeciwpożarowych; proces ablacji materiałowej; laminat szklano-aramidowy

EN

thermo-protective; tunnel fire protection system; ablation; aramid epoxy laminates

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 5
• Strony: 886--894
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kucharczyk W.

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Mechaniczny; 26-600 Radom; ul. J. Krasickiego 54B. Tel: + 48 48 361-76-80, Fax: + 48 48 361-76-75

autor

Nachyła P.

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Mechaniczny; 26-600 Radom; ul. J. Krasickiego 54B

autor

Krzyżak A.

• Wyższa Szkoła Oficerska Sił Powietrznych, Katedra Płatowca i Silnika; 08-521 Dęblin; ul. Dywizjonu 303, nr 35. Tel: + 48 81 551-74-23, Fax: + 48 81 551-74-17

Bibliografia

• 1. Alagar M., Ashok Kumar A., Mahesh K.P.O., Dinakaran K.: Studies on thermal and morphological characteristics of E-glass/Kevlar 49 reinforced siliconized epoxy composites. European Polymer Journal 2000, 36, 2449-2454.
• 2. Beecher N., Rosensweig R.E., Theory for the ablation of fibreglass-reinforced phenolic resin. AIAA Journal 1963, 1(8), 1802-1809.
• 3. Bielajew N.M., Wytrzymałość materiałów. Wyd. MON, Warszawa 1954.
• 4. Camino G., Tartaglione G., Frache A., Manferti C., Costa G., Thermal and combustion behaviour of layered silicate–epoxy nanocomposites. Polymer Degradation and Stability 2005, 90, 354-362.
• 5. Czub P., Bończa-Tomaszewski Z., Penczek P., Pielichowski J., Chemia i technologia żywic epoksydowych. WNT, Warszawa 2002.
• 6. Federal Emergency Management Agency, World Trade Center Building Performance Study: Data Collection, Preliminary Observation, and Recommendation. FEMA 403, New York 2002.
• 7. Haack A., Latest achievements and perspectives in tunnel safety. 30nd ITA - World Tunnel Congress. Singapore. 22  27 May 2004.
• 8. Haack A., Technical options for fireproof tunnel linings – limits, advantages and disadvantages of the various solutions. 1º Congresso Brasileiro De Túneis e Estruturas Subterrâneas. Semináriointernacional South American Tunnelling. Sao Paulo. March 2004.
• 9. Komorek A., Przybyłek P., Kucharczyk W., Krzyżak A., Wpływ napełniaczy ziarnistych na właściwości termoochronne i wytrzymałościowe polimerowych kompozytów aramidowych do zastosowań w konstrukcjach lotniczych. Logistyka 2014, nr 3.
• 10. Kucharczyk W., Kształtowanie ablacyjnych właściwości termoochronnych kompozytów polimerowych z napełniaczami proszkowymi. Rozprawa doktorska. Politechnika Radomska, Radom 2006.
• 11. Kucharczyk W., Opara T., Kula P., Termoochronne zabezpieczenia infrastruktury polimerowymi kompozytami proszkowymi o właściwościach ablacyjnych. Biuletyn WAT 2008, Vol. LVII 3(651).
• 12. Kucharczyk W., Wybrane właściwości ablacyjne kompozytów epoksydowych do zastosowań termoochronnych. Przemysł Chemiczny 2010, 89(12), 1673-1676.
• 13. Ono K, Otsuka T., Fire design requirement for various tunnel. 32nd ITA –World Tunnel Congress. Seoul. 25 April 2006.
• 14. Polański Z., Planowanie doświadczeń w technice. PWN, Warszawa 1984.
• 15. Półka M., Koniecki M., Parametry krytyczne pożaru jako wyznaczniki bezpieczeństwa pożarowego. Polski Przemysł Medycyny Lotniczej 2008, 4(14).
• 16. Willam K., Rhee I., Shing B., Interface damage model for thermomechanical degradation of heterogeneous materials. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 2004, 193, 3327-3350.