Wpływ osnowy polimerowej na właściwości mechaniczne laminatów wzmocnionych włóknem szklanym

• Autorzy: Kozioł M.

Warianty tytułu

EN

An effect of polymer matrix on mechanical performance of laminates reinforced with glass fibre

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca przedstawia wpływ właściwości mechanicznych osnów: epoksydowej, winyloestrowej i poliestrowej na właściwości mechaniczne laminatów wzmocnionych tkaniną szklaną (ułożenie 0/90°), klasycznych oraz zszywanych, wytworzonych metodą RTM. Ocenę właściwości mechanicznych żywic oparto na próbach rozciągania i zginania statycznego oraz udarności Charpy'ego. Właściwości mechaniczne kompozytów wyznaczano w próbach: zginania statycznego (Rg), ścinania międzywarstwowego przy rozciąganiu (τ), udarności Charpy'ego (u). Spośród badanych żywic najlepsze właściwości mechaniczne (Rm = 41 MPa oraz Rg = 77 MPa) prezentuje żywica epoksydowa. Najlepsze właściwości mechaniczne wykazują również jej kompozyty (Rg = 588 MPa, τ = 16,4-19,3 MPa, u=202 kJ/m2). Żywica epoksydowa ma największą spośród badanych żywic odkształcalność ( εz=3,8%), co jest bardzo istotną cechą, korzystnie wpływającą na właściwości mechaniczne jej kompozytów - daje możliwość większego wytężenia włókien wzmacniających oraz szwów w laminatach zszywanych. Ogólnie stwierdzono, że rodzaj osnowy wpływa istotnie na właściwości mechaniczne laminatów, zarówno klasycznych, jak i zszywanych. Stwierdzono też, że kompozyty z osnową winyloestrową tylko nieznacznie ustępują kompozytom epoksydowym pod względem właściwości mechanicznych, pomimo znacznej różnicy w odkształcalności (różnica εz na poziomie ok. 45%).

EN

The paper presents an effect of mechanical properties of: epoxy, vinylester and polyester matrix resins on mechanical performance of laminates reinforced with glass fabric (0/90° layout), classic and stitched, manufactured by RTM method. Applied resins are Polish products: ESTROMAL 14 LM - 01 (polyester), POLIMAL VE 2MM (vinylester), EPIDIAN 53 (epoxy). Evaluation of mechanical properties of the resins was based on: tensile, bending and Charpy impact resistance tests. Performance of the composites was evaluated in: static bending (Rg), interlaminar shear (τ) and Charpy impact resistance (u) tests. It was found that sort of applied matrix significantly affects a mechanical performance of the laminates: classis and stitched as well. Among tested resins the best mechanical performance showed the epoxy matrix (Rm = 41 MPa and Rg = 77 MPa). The best performance showed also its composites (Rg = 588 MPa, τ = 16,4-19,3 Mpa, u = 202 kJ/m2). Epoxy resin has also the highest deformability among three tested resins (εz = 3,8%), which is essential quality affecting advantageously mechanical performance of its composites. It gives possibility of better effort of reinforcing fibres and of the stitches in stitched laminates. Thereby it improves a failure process. It was found that vinylester matrix composites are only insignificantly inferior in terms of mechanical performance when compared with the epoxy ones, in spite of big difference in deformability (difference in εz by about 45%). It was also found that irrespective of matrix sort, stitching of the laminates has advantageous influence on interlaminar shear strength (τ) and disadvantageous effect on impact resistance (u) and flexural strength (Rg) of the laminates.

Słowa kluczowe

PL

osnowa polimerowa; żywica poliestrowa; żywica winyloestrowa; żywica epoksydowa; właściwości mechaniczne; laminat wzmocniony włóknem szklanym; laminat zszywany

EN

polymer matrix; polyester resin; vinylester resin; epoxy resin; mechanical performance; GFRP laminate; stitched laminate

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 10, nr 4
• Strony: 317--321
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kozioł M.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katedra Technologii Materiałów, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland,

Bibliografia

• [1] Kozioł M., Śleziona J., Charakterystyka płyt kompozytowych wytworzonych metodą RTM na bazie zszywanych preform włókna szklanego, Inżynieria Materiałowa 2008, XXIX, 2(162), marzec - kwiecień, 109-113.
• [2] Kozioł M., Myalski J., Bogdan A., Wytwarzanie kompozytów warstwowych metodą RFI, Kompozyty (Composites) 2009, 9, 3, 265-270.
• [3] Kozioł M., Odporność na delaminację zszywanych laminatów polimer - włókno szklane, Rozprawa doktorska, Politechnika Śląska, Katowice 2007.
• [4] Kozioł M., Śleziona J., Rury kompozytowe o różnych strukturach wzmocnienia wytworzone metodą RTM, Kompozyty (Composites) 2009, 9, 3, 244-249.
• [5] PN-EN ISO 14125: 2001/AC: 2003: Kompozyty tworzywowe wzmocnione włóknem. Oznaczanie właściwości przy zginaniu.
• [6] PN-EN ISO 179-1: 2004/A1: 2006: Tworzywa sztuczne. Oznaczanie udarności metodą Charpy’ego. Część 1: Nieinstrumentalne badanie udarności.
• [7] ASTM D5379/D5379M-05: Standard Test Method for Shear Properties of Composite Materials by the V-Notched Beam Method (norma amerykańska).
• [8] PN-79/C-89034: Tworzywa sztuczne. Oznaczenie cech wytrzymałościowych przy statycznym rozciąganiu.
• [9] Hyla I., Śleziona J., Kompozyty, Elementy mechaniki i projektowania, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004.
• [10] Leda H., Kompozyty polimerowe z włóknami ciągłymi, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2000.
• [11] Kozioł M., Śleziona J., Przebieg zniszczenia przy statycznym zginaniu laminatów poliestrowo-szklanych o wzmocnieniu zszywanym, Polimery 2008, 53, 11-12, 502-508.
• [12] Śleziona J., Podstawy technologii kompozytów, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1998.