Mechanical Properties of Auxetic and Conventional Polypropylene Random Short Fibre Reinforced Composites

• Autorzy: Uzun M.

Warianty tytułu

PL

Mechaniczne właściwości kompozytów wzmacnianych auksetycznymi i konwencjonalnymi krótkimi włóknami polipropylenowymi

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Włókna polipropylenowe konwencjonalne i auksetyczne były produkowane poprzez przędzenie ze stopu z zastosowaniem wytłaczarki. Włókna były badane biorąc pod uwagę masę liniową, wytrzymałość właściwą, wydłużenie przy zerwaniu oraz znak współczynnika Poissona. Po dodaniu włókien do kompozytu badano otrzymany produkt określając parametry mechaniczne m.in. wytrzymałość na zerwanie, moduł Younga, wydłużenie przy zerwaniu, absorpcję energii, wielkość zniszczenia przy określonej prędkości udaru. Przeprowadzono również badanie mikroskopowe SEM dla określenia struktury wewnętrznej. Stwierdzono, że największa wytrzymałość miały kompozyty wzmocnione polipropylenowymi włóknami auksetycznymi 7,5% i 10%, natomiast najwyższy moduł Younga miały kompozyty zawierające 5% włókien auksetycznych. Największą absorpcję energii zaobserwowano dla kompozytów wzmacnianych 10% włóknami auksetycznymi.

EN

In this study, prior to the production of composites, auxetic and conventional polypropylene (PP) fibres were produced by the melt spinning technique. The fibres were tested and analysed in terms of Poisson's ratio, linear density, elongation at break and tenacity. The auxetic and conventional PP stable fibre reinforced composites were fabricated by the hand lay up method. Several mechanical properties of the composites were examined, including tensile strength, Young's modulus, elongation at break, energy absorption, impact velocity and damage size. SEM analysis was also conducted to identify microscopic changes to the overall composite structures. It was found that the auxetic fibre reinforced composites (7.5% and 10%) had the highest tensile strength and the auxetic fibre reinforced composite (5%) had the highest Young's modulus. The highest energy absorption was observed for the composite made with 10% auxetic fibre loading.

Słowa kluczowe

PL

włókno polipropylenowe; włókno auksetyczne; polipropylen; wpływ na rozciąganie; inteligentny materiał; wytrzymałość

EN

auxetic fibre; polypropylene fibre; composite; tensile impact; smart material

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 20, no. 5 (94)
• Strony: 70--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Uzun M.

• Turkey, Istanbul, Marmara University,, Faculty of Technical Educationn

Bibliografia

• 1. Mallick PK. Fibre-Reinforced Composites. CRC Press, Third Edition, 2008.
• 2. Kim JK, Mai YW. Engineered interfaces in fiber reinforced composites. Elsevier Publishing, Amsterdam ,1998.
• 3. Drzal LT,, Rich MJ, Lloyd PF. Adhesion of graphite fibers to epoxy matrices. Part 1. The role of fiber surface treatment. J. Adhesion 1983; 16, 2: 133-152.
• 4. Hsie M, Tu C, Song PS. Mechanical properties of polypropylene hybrid fiberreinforced concrete. Materials Science and Engineering 2008; A 494: 153-157.
• 5. Shibata S, Cao Y, Fukumoto I. Lightweight laminate composites made from kenaf and polypropylene fibres. Polymer Testing 2006: 142-148.
• 6. Barkoula NM, Alcock B, Cabrera N, Peijs T. Fatigue Properties of Highly Oriented PP Tapes and All-PP Composites. Composites Science and Technology 2007; 67: 2061-2070.
• 7. McKown S, Cantwell WJ. Investigation of Strain-rate Effects in Self-reinforced Polypropylene Composites. Journal of Composite Materials 2007; 41; 20.
• 8. Alcock B, Cabrera NO, Barkoula NM,Peijs T. Direct Forming of All-Polypropylene Composites Products from Fabrics made of Co-Extruded Tapes. Appl Compos Mater 2009; 16: 117–134.
• 9. Lakes RS. Foam structures with a negative Poisson’s ratio. Science 1987; 235: 1038–1040.
• 10. Choi JB, Lakes RS. Nonlinear properties of polymer cellular materials with a negative Poisson’s ratio. Journal of Materials Science 1992; 27: 4678–4684.
• 11. Alderson A. A triumph of lateral thought.Chemistry and Industry 1999; 17.
• 12. Alderson K, Alderson A. Expand Materials and Applications: Exploiting Auxetic Textiles. Technical Textile International 2005; September.
• 13. Evans KE, Nkansah MA, Hutchingson IJ. Modelling negative Poisson’s ratio effects in network Embedded composites. Acta Metallergical Materials 1991, AMMS (766): 1–10.
• 14. http://home.um.edu.mt/auxetic/ (Accessed on 05.11.2009).
• 15. Strong A. Plastics: Materials and Processing. London, Prentice Hall, chapter 11 edition, 2000.
• 16. Uzun M, Patel I. Tribological properties of auxetic and conventional polypropylene weft knitted fabrics. Archives of Materials Science and Engineering 2010; 44:120-125.
• 17. Alderson KL, Alderson A, Smart G, Simkins VR, Davies PJ. Auxetic Polypropylene Fibres Part 1- Manufacture and Characterisation. Plastics, Rubber and Composites 2002; 31: 8.
• 18. Simkins VR, Ravirala N, Davies PJ, Alderson A, Alderson KL. An experimental study of Thermal Post-Production Processing of Auxetic Polypropylene Fibres. Physica Status Solidi 2008; 1-8.
• 19. Ravirala N. Fabrication, Characterisation and Modelling of an Expanded Range of Auxetic Polymeric Fibres and Films. PhD Thesis, June 2006, University of Bolton.
• 20. Lakes RS, Elms KJ. Indentability of conventional and negative Poisson’s ratio foams. Journal of Composite Materials 1993; 27: 1193–1202.