Influence of heat pretreatment on cross-linking behavior and thermal properties of thermoset semi-finished products with powder resin systems

• Autorzy: Stanik R. , Lucas P. , Langkamp A. , Modler N. , Gude M. , Pilawka R.

Warianty tytułu

PL

Wpływ charakterystyki temperaturowej procesu technologicznego na przebieg sieciowania oraz własności termiczne półfabrykatów ze sproszkowanej żywicy epoksydowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this work was to determine the influence of thermal pretreatment of thermoset semi-finished products on the thermal properties as well as the subsequent processing parameters. For this purpose, the curing behavior in the pretreatment of thermoset fiber reinforced semi-finished products was analyzed. A semi-finished product with glass fiber reinforcement and powder resin system A.S.SET 1010 was investigated. During processing of the rigid semi-finished products, melting-up of the matrix system is necessary before shaping. To determine the influence of this process, samples were pretreated and tested at different heating temperatures and times. The change in the glass transition temperature and the degree of cross-linking was determined using thermogravimetry analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). Thanks to this, the curing behavior and thermal properties of the semi-finished products were evaluated during their pretreatment depending on the heating temperature and time. It was confirmed that the pretreatment has a major influence on the degree of cross-linking, glass transition temperature as well as the later processing parameters.

PL

Celem pracy było wyznaczenie wpływu wstępnej obróbki cieplnej na właściwości termiczne włóknistych półproduktów na bazie termoutwardzalnych polimerów, a także na późniejsze parametry przetwórcze. W tym celu wyznaczona została charakterystyka sieciowania półproduktów w trakcie wstępnej obróbki termicznej. Analizowane półprodukty składały się z tekstylnego wzmocnienia z włókna szklanego oraz sproszkowanej żywicy epoksydowej A.S.SET 1010. Proces przetwórczy włóknistych półproduktów na bazie sproszkowanej żywicy epoksydowej wymaga stopienia materiału osnowy w celu umożliwienia formowania struktur trójwymiarowych. W celu wyznaczenia wpływu tego procesu przygotowane próbki zostały wstępnie poddane obróbce termicznej z różnymi charakterystykami procesu nagrzewania. Zmiany w temperaturze zeszklenia, jak również stopniu usieciowania zostały wyznaczone za pomocą analizy termograwimetrycznej (TGA) i różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC). Dzięki temu została wyznaczona zarówno charakterystyka procesu sieciowania, jak i zmiana własności termicznych półproduktów na bazie sproszkowanej żywicy epoksydowej w trakcie wstępnej obróbki cieplnej w zależności od temperatury i czasu nagrzewania. Potwierdzono również znaczący wpływ obróbki cieplnej na stopień usieciowania, temperaturę zeszklenia i parametry procesu przetwórczego.

Słowa kluczowe

EN

thermosets; powder processing; glass fibres; thermal properties

PL

właściwości termiczne; proces proszkowy; włókno szklane

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 17, nr 2
• Strony: 114--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Stanik R.

• Institute of Lightweight Engineering and Polymer Technology, Technische Universität Dresden, Holbeinstr. 3, 01307 Dresden, Germany

autor

Lucas P.

• Institute of Lightweight Engineering and Polymer Technology, Technische Universität Dresden, Holbeinstr. 3, 01307 Dresden, Germany

autor

Langkamp A.

• Institute of Lightweight Engineering and Polymer Technology, Technische Universität Dresden, Holbeinstr. 3, 01307 Dresden, Germany

autor

Modler N.

• Institute of Lightweight Engineering and Polymer Technology, Technische Universität Dresden, Holbeinstr. 3, 01307 Dresden, Germany

autor

Gude M.

• Institute of Lightweight Engineering and Polymer Technology, Technische Universität Dresden, Holbeinstr. 3, 01307 Dresden, Germany

autor

Pilawka R.

• New Era Materials Sp. z o.o., ul. Komandosów 1/7, 32-085 Modlniczka, Poland

Bibliografia

• [1] Maples H.A., James T., Bismarck A., Manufacturing high performance composites using epoxy resins, ECCM17 - 17th European Conference on Composite Materials Munich, Germany, 26-30th June 2016.
• [2] Ehrenstein G.W., Faserverbund-Kunststoffe, Werkstoffe, Verarbeitung, Eigenschaften, Hanser Fachbuchverlag, Muenchen 2006.
• [3] Ehleben M., Neue Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Faserverbundbauteile für die automobile Serienfertigung, Konzernforschung Volkswagen AG, Chemnitz 2014.
• [4] Flemming M., Ziegman G., Roth S., Faserverbundbauweisen - Fertigungsverfahren mit duroplastischer Matrix, Berlin Heidelberg, Springer Verlag 1999.
• [5] Degischer H., Lüftl S., Leichtbau: Prinzipien, Werkstoffauswahl und Fertigungsvarianten, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2009.
• [6] Pilawka R., Goracy K., Wilpiszewska K., High-performance isocyanate-epoxy materials, Pigment & Resin Technology 2014, 43, 6, 332-340.
• [7] Gude M., Schirner R., Müller M., Weckend N., Andrich M., Langkamp A., Experimental-numerical test strategy for evaluation of curing simulation of complex-shaped composite structures, Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 2016, 1-15.
• [8] Przybyszewski B., Czulak A., Gude M., Lewandowska M., Broda P., Effect of pressing parameters and chemical modifications of flax fabrics on microstructure and mechanical properties of natural fiber-reinforced composites, 18th International Conference on Composite Structures, Lisbon, 15-18 June 2015.
• [9] Hufenbach W., Gude M., Czulak A., Pilawka R., Gajda T., Przybyszewski B., Application of novel A.S.SET epoxy resin in batch manufacturing process of CFRP, Composites Theory and Practice, The 18th Symposium, 23-25 April 2014.
• [10] Matykiewicz D., Przybyszewski B., Stanik R., Czulak A., Modification of glass reinforced epoxy composites by ammonium polyphosphorate (APP) and melamine polyphosphate (PNA) during the resin powder molding process, Composites Part B 2017, 108 224-231.
• [11] ASTM E1356-08(2014), Standard Test Method for Assignment of the Glass Transition Temperatures by Differential Scanning Calorimetry, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2014.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).