Correlation of manufacturing defects and impact behaviors of kenaf fiber reinforced hybrid fiberglass/Kevlar polyester composite

• Autorzy: Suriani M. J. , Sapuan S. M. , Ruzaidi C. M. , Naveen J. , Syukriyah H. , Ziefarina M.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2021.1.4

Warianty tytułu

PL

Korelacja defektów produkcyjnych iodporności na uderzenie poliestrowego kompozytu hybrydowego włókno szklane//Kevlar wzmocnionego włóknem kenaf

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this study, the impact properties of kenaf fibre reinforced hybrid fiberglass/Kevlar polymeric composite was investigated. In this study, a new fiber arrangement based on kenaf bast fiber as reinforcement to the hybrid fiberglass/Kevlar fiber and polyester as matrix used to fabricate the hybrid polymeric composite. Five different types of samples with different of kenaf fiber content based on volume fraction (0, 15, 45, 60 and 75%) to hybrid fiberglass/Kevlar polymer composites were manufactured. 0% of kenaf fiber has been used as control sample. The results showed that hybridization has improved the impact properties. These results were further supported through SEM micrograph of the manufacturing defects of the polymer composite. Based on literature work, manufacturing defects that occurs in composite system reduced the mechanical properties of the material. Therefore, in this research the correlation of impact behaviors and manufacturing defects of kenaf fiber reinforced hybrid fiberglass/Kevlar polymeric composite has been successfully done. As conclusion, the highest manufacturing defects determined in the composites during the fabrication significantly lowest the results of impact behavior.

PL

Zbadano udarność hybrydowego kompozytu polimerowego na osnowie żywicy poliestrowej napełnionej włóknami szklanymi i kevlarowymi wzmocnionego włóknem łykowym kenaf. Wytworzono pięć próbek różniących się zawartością włókien kenafu (0, 15, 45, 60 i75% obj.) Próbkę kontrolną stanowił kompozyt z 0% obj. udziałem włókien kenaf (0%). Wykazano, że hybrydyzacja wpłynęła na poprawę właściwości udarowych wyjściowego kompozytu. Wyniki potwierdzono analizą SEM defektów produkcyjnych otrzymanego kompozytu. Stwierdzono, że zachodzi korelacja między wytrzymałością na uderzenie awadami produkcyjnymi badanego hybrydowego kompozytu poliestrowego wzmocnionego włóknami kenaf. Powstałe podczas produkcji wady produkcyjne wistotnym stopniu pogarszają właściwości udarowe kompozytów.

Słowa kluczowe

EN

hybrid composites; manufacturing defects; materials selection; natural fiber composites; scanning electron microscopy

PL

kompozyty hybrydowe; wady produkcyjne; dobór materiałów; kompozyty z włókien naturalnych; skaningowa mikroskopia elektronowa

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2021
• Tom: T. 66, nr 1
• Strony: 30--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Suriani M. J.

• Universiti Malaysia Terengganu, Faculty of Ocean Engineering Technology and Informatic, 21030 Kuala Nerus, Terengganu, Malaysia

• https://orcid.org/0000-0002-5297-5040

autor

Sapuan S. M.

• Universiti Putra Malaysia, Institute of Tropical Forestry and Forest Products (INTROP), Laboratory of Biocomposites Technology, 43400 UPM, Serdang, Selangor, Malaysia;
• Universiti Putra Malaysia, Department of Mechanical and Manufacturing Engineering, Advanced Engineering Materials and Composites Research Centre, 43400 UPM, Serdang, Selangor, Malaysia.

• https://orcid.org/0000-0003-0627-7951

autor

Ruzaidi C. M.

• Universiti Malaysia Terengganu, Faculty of Ocean Engineering Technology and Informatic, 21030 Kuala Nerus, Terengganu, Malaysia.

• https://orcid.org/0000-0001-5957-3557

autor

Naveen J.

• Vellore Institute of Technology, School of Mechanical Engineering, Vellore, India 632014

• https://orcid.org/0000-0002-5909-2611

autor

Syukriyah H.

• Universiti Malaysia Terengganu, Faculty of Ocean Engineering Technology and Informatic, 21030 Kuala Nerus, Terengganu, Malaysia.

autor

Ziefarina M.

• Universiti Malaysia Terengganu, Faculty of Ocean Engineering Technology and Informatic, 21030 Kuala Nerus, Terengganu, Malaysia.

Bibliografia

• Mitra B.C.: Defence science journal 2014, 64, 244. http://dx.doi.org/10.14429/dsj.64.7323
• Peças P., Carvalho H., Salman H., Leite M.: Journal of Composites Science 2018, 2 (66), 1. https://doi.org/10.3390/jcs2040066
• Sanjay M.R., Arpitha G.R., Yogesha B.: Materials Today: Proceedings 2015, 2, 2959. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2015.07.264
• Ticoalu A., Aravinthan T., Cardona F.: “A Review of Current Development in Natural Fiber Composites for Structural and Infrastructure Applications”, Southern Region Engineering Conference, Toowoomba, 11-12 November 2010, SREC2010-F1-5. http://eprints.usq.edu.au/id/eprint/9253
• Sanjay M.R., Arpitha G.R., Laxmana L. et al.: Natural Resources 2016, 7 (3), 108. http://dx.doi.org/10.4236/nr.2016.73011
• Al-Oqla F.M., Salit M.S.: “Materials Selection for Natural Fiber Composites”, Elsevier: Amsterdam, the Netherlands, 2017, pp. 107–168. http://dx.doi.org/10.3844/ajassp.2015.64.71
• Scheirs J.: “Compositional and Failure Analysis. A Practical Approach”, Chichester: John Wiley, 2000.
• Pickering K., Aruan Effendy M.G., Lee T.M.: Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2016, 83, 98. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2015.08.038
• Bernard M., Khalina A., Ali A. et al.: Materials and Design 2011, 32, 1039. http://dx.doi.org/10.1016j.matdes.2010.07.014
• Zampoli M., Pourboghrat F., Yankovich S.A. et al.: Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2007, 38, 1569.https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2007.01.001
• ASTM E 23-93a: Standard test methods for notched bar Impact testing of metallic materials”, “Annual book of ASTM Standards”, 1993, pp. 206–226. http://dx.doi.org/10.1520/E0023-18
• Hyseni A., De Paola S., Minak G., Fragassa C.: “Mechanical characterization of ecocomposites”, Proceedings of 30th Danubia Adria Symposium on Advanced Mechanics, Croatian Society of Mechanics, Primosten, Croatia, September 2013, pp. 25–28, 175–176. https://www.researchgate.net/publica - tion/303738145_Mechanical_Characterization_of_ EcoComposites
• Tita V., de J. Carvalho, Vandepitte D.: Composite Structures 2008, 83 (4), 413. http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2007.06.003
• Joffe R., Andersons J.: “Mechanical performance of thermoplastic matrix natural-fiber composites” in “Properties and Performance of NaturalFiber Composites” (Ed. Pickering K.L.), Woodhead Publishing, 2008, pp. 402–459. http://dx.doi.org/10.1533/9781845694593.3.402
• Huber T., Bickerton S., Müssig J. et al.: Composites Science and Technology 2013, 88, 92. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2013.08.040
• Karimi S., Tahir P.M., Karimi A. et al.: Carbohydrate Polymers 2014, 101, 878. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.09.106
• Shaari N., Jumahat A., Razif M.K.M.: Jurnal Teknologi 2015, 76 (3), 93. http://dx.doi.org/10.11113/jt.v76.5520
• Roychowdhury S., Gillespie J.W., Advani S.G.: “Void Formation and Growth in Thermoplastic Processing” in “Computer Aided Design in Composite Material Technology III” (Eds. Advani S.G., Blain W.R., de Wilde W.P., Gillespie J.W., Griffin O.H.), Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-011-2874-2_7
• Suriani M.J., Ali A., Khalina A. et al.: Procedia Chemistry 2012, 4, 172. https://doi.org/10.1016/j.proche.2012.06.024
• Li Q., Chuech J.S., Maebe M., Fox B.L.: Carbon 2016, 109, 74. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2016.07.058

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).