Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Study on the Multi-Directional Static Friction Properties of High Performance Yarns

Qi Yexiong, Iqbal Waqar, Jiang Yaming

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2022

|

Vol. 30, no. 3

111-115

EN

To further optimise the bullet-proof performance of textile reinforced composites, multi-directional friction tests of aramid and ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) yarns were carried out by the slope method. The influence of the included angle between the high-performance yarns on the static friction coefficient for aramid and UHMWPE yarns was studied by measuring the friction coefficient. The relationship between the static friction coefficient and the included angle among the high-performance yarns was discussed. The results showed that the friction coefficient of aramid yarns was higher than that of UHMWPE yarns. Especially, at the same included angle between high-performance yarns, the static frictional coefficient of aramid yarns is 50% higher than that of UHMWPE yarns. In accordance with expectations, the static friction coefficient decreases with the increased included angle between high-performance yarns, and the included angle of high-performance yarns changes from 0º to 90º. The trend of rapid decline appeared when the included angle between high-performance yarns changed from 0º to 15º. For the actual result, the static friction coefficient of aramid and UHMWPE yarns is less than 0.3, which needs to be improved to increase the bullet-proof performance of textile composites.

2

Influence of Multilayer Interlocked Fabrics Structure on Their Thermal Performance

Parés Ferran, Ventura Heura, Capdevila F. Xavier, Ardanuy Mònica

Autex Research Journal

|

2022

|

Vol. 22, no. 4

466--476

EN

This paper examines the influence of weaving variables such as yarn count, number of layers, warp and weft ratio, materials of the top layer, weft density and interlocking cell shape, and size on the thermal performance of multilayer interlocked woven fabrics. A split-plot design was used to construct a total of 64 fabric structures, which were assessed for thermal performance in terms of resistance to convective, conductive, and radiative heat. It was found that, for equal weft density and yarn number, protective performance improved with the number of fabric layers and with the presence of air cells between these layers, especially if air was not trapped within and could rather pass freely between the cells. An optimal combination of factors for the thermal response to the three types of heat was established via a Derringer–a much needed desirability function. The results of this paper are useful for identifying the interaction between configuration parameters and thermal performance, and hence for the design of improved heat protective clothing.

3

Investigation of Stab Protection Properties of Aramid Fibre-Reinforced 3D Printed Elements

Sitotaw Dereje Berihun, Ahrendt Dustin, Kyosev Yordan, Kabish Abera Kechi

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2021

|

Vol. 29, no. 3 (147)

67--73

EN

A stab resistant vest is a reinforced piece of body armour designed to resist knife or needle attacks of different energy levels specifically to the upper part of the body (chest and abdomen) to save lives. The majority of armours limit several comfort parameters, such as free locomotion, respiration, flexibility and light weight, which determine efficient use by wearers and their willingness to wear. Currently available armours are usually made of a single plate, and although often segmentation is used with just a few but still quite large pieces, the materials are compact and bulky to wear. In this study, stab protective armor elements (scale-like elements) of 3 mm thickness and 50 mm diameter were designed, produced (3D printed) and tested for performance. Aramid fibre was used for its strength, durability and process ability to develop protection elements at unidirectional and multidirectional filling angles during 3D printing. The specimens were tested according to VPAM KDIW 2004. The specimens designed and developed with multidirectional filling angles of aramid resist the puncturing energy level K1 (25 J) with a penetration depth less than the maximum allowed for the K1 energy level by VPAM. These specimens showed a high protection level of relative small thickness (3 mm) and light weight (6.57 grams for the estimated area A ≈ 1963.5 mm2) as compared to the currently certified armors for K1 (for example, the aluminum mass is 13.33 grams for 2 mm thickness and 50 mm diameter).

PL

Kamizelka odporna na dźgnięcie to wzmocniony element kamizelki kuloodpornej zaprojektowany tak, aby był odporny na ataki nożem lub igłą, w szczególności w górnej części ciała (klatce piersiowej i brzuchu), tak aby ratować życie. Kamizelka taka powinna spełniać kilka parametrów komfortu, takich jak: swoboda poruszania się, oddychanie, elastyczność i niewielka waga, które decydują o efektywnym użytkowaniu przez użytkowników i ich chęci do noszenia. Obecnie dostępne kamizelki są zwykle wykonane z jednej płyty i chociaż często stosuje się segmentację z zaledwie kilkoma, ale wciąż dość dużymi elementami, materiały są zwarte i nieporęczne w noszeniu. W pracy zaprojektowano, wyprodukowano (wydrukowano w 3D) i przetestowano pod kątem wydajności elementy pancerza ochronnego (elementy przypominające łuski) o grubości 3 mm i średnicy 50 mm. Zastosowano włókno aramidowe ze względu na jego wytrzymałość, trwałość i zdolność do wytwarzania elementów zabezpieczających przy jednokierunkowych i wielokierunkowych kątach wypełnienia podczas druku 3D. Próbki badano zgodnie z VPAM KDIW 2004. Stwierdzono, że zaprojektowane i opracowane próbki były odporne na poziom energii przebicia K1 (25 J) przy głębokości penetracji mniejszej, niż maksymalna dopuszczalna dla poziomu energii K1 przez VPAM. Próbki te wykazały wysoki poziom ochrony przy stosunkowo małej grubości (3 mm) i niewielkiej wadze (6.57 g dla szacowanego obszaru A ≈ 1963.5 mm2) w porównaniu z obecnie certyfikowanymi pancerzami dla K1 (np.: masa aluminium wynosi 13,33 g dla grubości 2 mm i średnicy 50 mm).

4

Wpływ procesu starzenia w warunkach szoków termicznych na odporność na przebicie kompozytu aramidowo-epoksydowego

Szymiczek M., Sławski S., Domin J.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2017

|

T. 23, Nr 6 (180)

609-616

PL

W pracy omówiono wpływ procesu starzenia na własności kompozytów epoksydowych, które mogą być wykorzystywane na lekkie osłony pochłaniające energię uderzenia. Celem pracy była ocena wpływu starzenia w warunkach szoków termicznych na wybrane własności obrazujące zachowanie kompozytu podczas ostrzału realizowanego za pomocą wyrzutni elektromagnetycznej. Badaniom poddano kompozyty aramidowo-epoksydowe poddane procesowi starzenia w warunkach szoków termicznych -20/130oC. Kryterium oceny była średnica uszkodzenia powstała po uderzeniu penetratora w panel aramidowo-epoksydowego.

EN

The paper discusses the effect of aging on the properties of epoxy composites that can be used for a light-absorbing impact energy shields. The aim of the work was to evaluate the influence of aging under conditions of thermal shock on selected properties show behavior of composite during shelling using the electromagnetic launching. Aramid-epoxy composites were subjected to aging process under conditions of thermal shock -20/130oC. The evaluation criterion was the damage diameter of the cavity after penetrator impact in aramid epoxy panel.

5

Geometrical structure investigation of the surface of internal oesophagus prosthesis

Nowak A. J., Dobrzański L. A.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2017

|

Vol. 83, nr 2

79--85

EN

Purpose: The aim of the work was roughness investigation of the surface of developed oesophageal prosthesis before and after texturing, to estimate its influence on future application of prosthesis. Design/methodology/approach: Linear, mechanical contact-measurement method and, for verification, optical profile measurement in confocal microscope were used in the work. Findings: The roughness investigation of the surface of developed oesophageal prosthesis before and after texturing was necessary to estimate its influence on future application of prosthesis. Research limitations/implications: The results of investigations of prosthesis of the human oesophagus internal and external surface roughness will be used to design the manufacturing technology and to manufacture given prosthesis. Originality/value: Investigation of geometrical structure of internal and external surface of internal oesophageal prosthesis is the part of the research project realized by authors, that will result in cognitive, constructional and technological effects, but first of all, it will enable the real help very sick people.

6

Dobór materiałów inżynierskich na lekkie osłony energochłonne

Szymiczek M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2016

|

T. 22, Nr 5 (173)

485--493

PL

Celem pracy było opracowanie kryteriów oraz algorytmu doboru materiałów inżynierskich na lekkie osłony energochłonne pracujące czasem bardzo zróżnicowanych warunkach środowiskowych. W wielu obszarach zarówno cywilnych jak i militarnych występuje potrzeba ochrony zdrowia i życia ludzi przed zagrożeniami wynikającymi z uderzenia skupionym odłamkiem lub falą uderzeniową. Podstawowym elementem konstrukcyjnym pozwalającym na odpowiednie zabezpieczenie są powłoki energochłonne, zapobiegające przenoszeniu się zagrożeń do strefy chronionej. Wykorzystanie w tym celu lekkich, mobilnych osłon warstwowych pozwala na minimalizację zagrożenia. Nieduża waga i łatwość montażu daje możliwość szybkiej naprawy, nawet w warunkach poligonowych. Osłony takie składają się z kilku warstw spełniających odpowiednie zadania, a mianowicie podkładu kompozytowego, warstwy adhezyjnej oraz paneli ceramicznych. Racjonalny dobór cech konstrukcyjnych takich powłok wymaga określenia warunków zachodzących w stanie zagrożenia oraz sformułowania kryteriów efektywności zabezpieczenia.

EN

The aim of the work was to develop the criteria and the algorithm of selection of engineering materials to light energy-intensive shield which are sometimes supposed to work in very diverse environmental conditions. In many areas, both civilian as and military ones there is a need to protect human life and health against the risks resulting from the hitting of concentrated splinter or a blast wave. The basic constructional element allowing for an adequate protection are energy-intensive shields, which prevent the transmission of risks to the protected zone. The application of this light mobile layered shields allow to minimize risk. Lower weight and ease of installation enable fast repairs, even in military range conditions. These devices consist of several layers that perform the proper roles, namely a composite undercoat, adhesive layer and ceramic panels. Rational selection of the constructional characteristics of such shields requires the determination of the conditions occurring in a state of emergency and to formulate the criteria for the protection effectiveness.

7

Dobór materiałów inżynierskich na lekkie osłony energochłonne

Szymiczek M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2016

|

T. 22, Nr 3 (171)

149--157

PL

Celem pracy było opracowanie kryteriów oraz algorytmu doboru materiałów inżynierskich na lekkie osłony energochłonne pracujące czasem w bardzo zróżnicowanych warunkach środowiskowych. W wielu obszarach zarówno cywilnych jak i militarnych występuje potrzeba ochrony zdrowia i życia ludzi przed zagrożeniami wynikającymi z uderzenia skupionym odłamkiem lub falą uderzeniową. Podstawowym elementem konstrukcyjnym pozwalającym na odpowiednie zabezpieczenie są powłoki energochłonne, zapobiegające przenoszeniu się zagrożeń do strefy chronionej. Wykorzystanie w tym celu lekkich, mobilnych osłon warstwowych pozwala na minimalizację zagrożenia. Nieduża waga i łatwość montażu daje możliwość szybkiej naprawy, nawet w warunkach poligonowych. Osłony takie składają się z kilku warstw spełniających odpowiednie zadania, a mianowicie podkładu kompozytowego, warstwy adhezyjnej oraz paneli ceramicznych. Racjonalny dobór cech konstrukcyjnych takich powłok wymaga określenia warunków zachodzących w stanie zagrożenia oraz sformułowania kryteriów efektywności zabezpieczenia.

EN

The aim of the work was to develop the criteria and the algorithm of selection of engineering materials to light energy-intensive shield which are sometimes supposed to work in very diverse environmental conditions. In many areas, both civilian as and military ones there is a need to protect human life and health against the risks resulting from the hitting of concentrated splinter or a blast wave. The basic constructional element allowing for an adequate protection are energy-intensive shields, which prevent the transmission of risks to the protected zone. The application of this light mobile layered shields allow to minimize risk. Lower weight and ease of installation enable fast repairs, even in military range conditions. These devices consist of several layers that perform the proper roles, namely a composite undercoat, adhesive layer and ceramic panels. Rational selection of the constructional characteristics of such shields requires the determination of the conditions occurring in a state of emergency and to formulate the criteria for the protection effectiveness.

8

Analiza numeryczna kompozytowej łopaty śmigła ogonowego

Konik R.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2016

|

Nr 3 (244)

175--188

PL

Analiza numeryczna/wytrzymałościowa kompozytowej łopaty śmigła ogonowego przeprowadzana została z wykorzystaniem oprogramowania MSC PATRAN/NASTRAN. Model obliczeniowy zbudowany został z wykorzystaniem następujących elementów: elementy belkowe (śruby mocujące okucie metalowe do konstrukcji kompozytowej), elementy powierzchniowe (dźwigar, pokrycie etc.) oraz elementy brylowe (okucie, wypełniacz komórkowy). Analizowane przypadki obciążeń: 1. zawis ustalony; 2. praca śmigła ogonowego w czasie zawisu śmigłowca, ze zmianą kąta nastawienia łopat śmigła ogonowego w zakresie 5-20 stopni w czasie jednej sekundy; 3. praca śmigła ogonowego w czasie lotu śmigłowca z prędkością 200 km/h ze zmianą kąta nastawienia łopat śmigła ogonowego w zakresie 5-20 stopni w czasie jednej sekundy. Przypadki z szybką zmianą kąta nastawienia łopaty zrealizowane zostały poprzez przyłożenie ciśnień do pokryć łopaty wynikające z danego stanu lotu, które odwzorowują uzyskiwaną siłę ciągu w danym manewrze oraz dodatkowo przykładana była siła odśrodkowa wynikająca z prędkości obrotowej w danym stanie lotu. Zastosowane materiały na okucie łopaty śmigła ogonowego - stal wysokostopowa (opcjonalnie tytan) natomiast na strukturę łopaty - kompozyty bez-autoklawowe oraz aramidowy wypełniacz komórkowy.

EN

Numerical strength analysis composite tail rotor blades were performed using software MSC PATRAN/NASTRAN. The model was prepared by using the following elements: beam elements (fasteners connected fitting to composite structures), shell elements (blade spar, skins, etc.) and solid elements (bracket, honeycomb). The loads calculation model was realized by applying pressure on the blade skins, thrust force resulting from the maneuver and centrifugal force resulted from the tail rotor speed, which reflects the critical cases of helicopter flight. The materials used on fitting the blade were high-alloy steel (alternative titan), while at the tail rotor blade it was composite out of autoclave and aramid honeycomb.

9

Analiza możliwości zastosowania ultradźwiękowej termografii w podczerwieni w badaniach nieniszczących wielowarstwowych kompozytów aramidowych

Świderski W., Pracht M., Vavilov V.

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2015

|

R. 44, z. 134

7--21

PL

W artykule przedstawiono opis matematyczny algorytmu wymuszenia cieplnego generowanego źródłem ultradźwiękowym, zastosowanego w nieniszczących badaniach metodą aktywnej termografii w podczerwieni. Algorytm został użyty w numerycznym modelowaniu przepływu ciepła w opracowanym programie ThermoSon przeznaczonym do rozwiązywania zagadnień badań termicznych. Przeprowadzono symulacje numeryczne wykrywania defektów w wielowarstwowym kompozycie aramidowym, stosując ultradźwiękowe źródło wymuszenia cieplnego oraz wstępnie oceniono możliwości tej metody.

EN

The paper includes a mathematical algorithm describing a heat extortion process generated by an ultrasonic source used in non-destructive testing method of active infrared thermography. This algorithm has been used at numerical modelling of heat propagation in developed ThermoSon program designed to solve problems of thermal testing. There are carried out numerical simulations for detection of defects in multi-layer aramide composite that was heated by an ultrasonic source and a preliminary evaluation of this method usability.

10

Performance assessment of lapinus–aramid based brake pad hybrid phenolic composites in friction braking

Singh T., Patnaik A.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. 15, no. 1

151--161

EN

The brake pad hybrid phenolic composites based on lapinus–aramid fibre combination are designed, fabricated and characterized for various physical, chemical, mechanical, thermo-mechanical and tribo-performance. The physical properties such as water absorption, compressibility, void and ash contents increase with increase in lapinus fibre, whereas mechanical (such as hardness, impact energy, tensile and flexural strengths) and thermo-mechanical (loss-tangent, storage and loss modulus) properties increase with increase in aramid fibre. The assessment of braking performance is done using a standard test protocol conforming to ECE R-90 regulation on the Krauss friction testing machine. Comprehensively, it is found that incorporation of higher metallic-silicate lapinus fibre in formulation relative to aramid enhances the overall frictional response. The same successfully arrests highest rise in the disc temperature even though wear losses are maximized. The same show lowest fading and excellent recovery performance. Optimally the formulation having lapinus-to-aramid proportion 25:5 experimentally optimizes the overall braking performance. The SEM micrograph study justifies the overall braking tribology and the associated wear mechanisms.

11

Analiza charakterystyk czasowych prądu depolaryzacji próbek izolacji aramidowo-olejowej pod kątem oceny wpływu stopnia ich zestarzenia

Lepich M.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2014

|

No. 78

121--128

PL

W artykule przedstawiono laboratoryjne wyniki badań próbek izolacji aramidowo-olejowej z wykorzystaniem metody PDC (Polarization and Depolarization Current). Ponadto przedstawiona została metodologia sporządzania próbek o zróżnicowanym stopniu ich degradacji zawierająca proces przyśpieszonego starzenia oraz analiza uzyskanych wyników pomiarów na podstawie rodzin charakterystyk wyznaczonych w oparciu o pomiary prądu depolaryzacji. Przedstawiona została także funkcja umożliwiająca aproksymację uzyskanych na podstawie pomiarów charakterystyk o wysokim współczynniku ich odwzorowania.

EN

This article presents results of laboratory tests on samples of aramid-oil insulation using the method of PDC (Polarization and Depolarization Current). A methodology is described for preparing the samples with various degrees of degradation, comprising an accelerated aging process and an analysis of measurements of the depolarization current. Also, an approximation function is presented that provides an excellent fit to the measured current characteristics.

12

Ochrona konstrukcji autostrady A1 na terenie szkód górniczych z zastosowaniem wysokowytrzymałych zbrojeń geosyntetycznych

Ajdukiewicz J., Kłosek K., Sobolewski J.

Przegląd Komunikacyjny

|

2011

|

Nr 5-6

20-25

PL

W 2010 r. rozpoczęto budowę autostrady A1 na odcinkach Pyrzowice - Piekary Śląskie - Maciejów. Droga ta jest częścią Trans-Europejskiego Korytarza Transportowego TEN-T w kierunku północ-południe, łącząca Morze Bałtyckie z południem Europy. W procesie projektowania zbrojenia dla autostrady A1 na śląskim odcinku przewidziano dwa przypadki szkód górniczych: zapadlisko w postaci leja o średnicy zastępczej dochodzącej do 5 metrów oraz uskok o wysokości do 20 cm. Biorąc pod uwagę rodzaj zastosowanych polimerów, bardzo wysokie wytrzymałości na rozciąganie materiałów oraz łączną ilość stosowanych geosyntetyków, projekt ten jest obecnie jednym z największych w tej kategorii na świecie. Artykuł jest zmodyfikowaną wersją referatu wygłoszonego na V. Konferencji naukowo- technicznej "Szkody górnicze a infrastruktura transportowa", która odbyła się w Ustroniu- Jaszowcu, 17-18 marca 2011 r.

EN

In 2010 the construction of A1 motorway in Poland in two sections Pyrzowice - Piekary Slaskie - Maciejow has started. This road is a part of Trans-European transportation corridor TEN -T in direction north-south, connecting Baltic area with south of the Europe. The strongest type of such protection is able to safely overbridge the sinkholes with diameter up to 6 meters and the downcasts with a high up to 0,2 meter and keep important parameters of road structure in the time of 3 months. Taking into account the type of polymer used, the very high tensile strength products and the total amount of used geosynthetics materials, this project is presently one of the biggest in this category in the world.

13

The elimination of micropores and surface defects in aramid-silicon laminated materials with special properties

Dobrzański L. A., Pusz A., Nowak A. J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

Vol. 35, nr 2

121-128

EN

Purpose: Development of the manufacturing technology of aramid-silicon laminated material and define of the micro-cavities amount during production of the laminates and identification of their influence on product properties with assumed medical implantation. Design/methodology/approach: Aramid-silicon laminated material was made by method of manual formation of laminates, that is impregnation of reinforcement with matrix, to hardening silicone process using hardening methods connected with hot. Created material was observed on Olimpus HIGLIGHT 2000 optical microscope with magnification 40x. Findings: The results show that the preliminary manufacturing technology of aramid-silicon laminated materials allows to create a material with specific and special properties. Aramid-silicone laminate could be used in medicine for example as gullet prosthesis. Research limitations/implications: Carried out investigations show the problem with cautioning and ageing which are very important in having proper percentage of intensifier in developed material. Originality/value: Taking into account the material specific properties one can suppose that the aramid-silicon laminated material would be useful in medicine. Aramid silicone laminate could be attractive alternative for composite material used in medical and others purposes.

14

The effect of micropores on output properties of laminate materials with assumed medical implantation

Dobrzański L. A., Pusz A., Nowak A. J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

Vol. 37, nr 2

408-415

EN

Purpose: Examination of elaborated composite material in terms of specific application in medicine – as internal prostheses of oesophagus. Development of the manufacturing technology of aramid-silicon laminated material and definition of the micro-cavities amount formed during production of the laminates. Design/methodology/approach: Aramid-silicon laminated material was made by a method of manual formation of laminates that is impregnation of reinforcement with matrix to hardening silicone process using hardening methods connected with heat. Created material was observed on Axiovert 450M light-microscope of Option Company at 100 x magnification. Findings: The results show that the preliminary manufacturing technology of aramid-silicon laminated materials allows creating a material with specific and special properties. Aramid-silicone laminate could be used in medicine for example as oesophagus prosthesis. Research limitations/implications: Carried out investigations show the problem with cautioning and ageing which are very important in having proper percentage of intensifier in developed material. Originality/value: Taking the material specific properties into account it seems that the aramid-silicon laminated material would be useful in medicine. Aramid silicone laminate could be attractive alternatively for composite material used for medical purposes and the others.

15

Effects of temperature and plasma treatment on mechanical properties of ceramic fibres

Xiem N. T., Kroisová D., Louda P., Hung T. D., Rozek Z.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

Vol. 37, nr 2

526-531

EN

Purpose: The aim of this study is an investigation and comparison of mechanical properties of ceramic fibres after they were influenced by temperature and plasma treatment. Design/methodology/approach: Single filament after being processed at different temperatures (200oC, 400oC, 700oC and 1000oC) and methane plasma treatment was separated with a magnifier, prepared on a punched mounting tab, and was evaluated in accordance with Japanese Industrial Standard. Findings: Preliminary results of the improvement in tensile strength, Young’s modulus, elongation of ceramic fibres after plasma treatment are studied in this paper. Research limitations/implications: The samples were tested for optimized parameters of plasma modification and optimized parameters of plasma to ceramic fibres curing. There was not enough time to test the adhesion between Geopolymer matrices and ceramic fibres. Practical implications: In the future, our work will be focused on optimization of parameters for plasma modification of fibres made of different materials and applying this method to improve the fibre and Geopolymer matrix adhesion. Originality/value: The value of this work is defined by the influence of plasma treatment parameters on quality, mechanical properties of ceramic fibres and increasing the adhesion between matrices and reinforcements.

16

Aramid-silicon laminated materials with special properties-new perspective of its usage

Dobrzański L. A., Pusz A., Nowak A. J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2008

|

Vol. 28, nr 1

7-14

EN

Purpose: Development of the manufacturing technology of aramid-silicon laminated material. Design/methodology/approach: Aramid-silicon laminated material was made by method of manual formation of laminates, that is impregnation of reinforcement with matrix, to hardening silicone process using hardening methods connect with hot. Created material was being observed by using MEF4A light-microscope of Leica company at 25-500x magnification. Findings: The results show that the preliminary manufacturing technology of aramid-silicon laminated materials allows to create a material with specific and special properties. Aramid silicone laminate could be attractive alternative for composite material used in medical and others purposes. Research limitations/implications: Carried out investigations show the problem with cautioning and ageing which are very important in having proper percentage of intensifier in developed material. Originality/value: Taking into account the material specific properties one can suppose that the aramid-silicon laminated material would be useful in medicine. Aramid silicone laminate could be attractive alternative for composite material used in medical and others purposes.

17

Wpływ wody i udaru na właściwości mechaniczne nowoczesnych kompozytów polimerowych dla okrętownictwa

Imielińska K., Wojtyra R.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

627-630

PL

Zbadano zachowanie dwóch kompozytów warstwowych hybrydowych o wzmocnieniu aramidowo-szklanym w osnowie winyloestrowej i epoksydowej, w stanie suchym i po nasyceniu wodą. Materiały te badano ze względu na zastosowanie w okrętownictwie i interesujące właściwości włókien aramidowych - lżejsze od włókien węglowych, niezwykle odporne na przebicie przy udarze i ścieranie, ale jednocześnie bardzo drogie (ok. 200 zl/m kwadratowy) i higroskopijne. Zbrojenie laminatów miało postać tkaniny hybrydowej aramidowo-szklanej (1) lub składało się z naprzemian ułożonych jednorodnych warstw włókien aramidowych i szklanych (2). Zbadano chłonność wody do nasycenia (70%C), określając współczynniki dyfuzji wody. Określono własności laminatów w próbie rozciągania, zginania ściskania i ścinania międzywarstwowego. Ze względu na słabą zwilżalność włókien aramidowych przez żywicę winyloestrową kompozyty wykazały bardzo niską wytrzymałość na ścinanie międzywarstwowe w stosunku do kompozytów wzmocnionych włóknem szklanym. Wpływ wody był minimalny. Wytrzymałość na ściskanie, najbardziej niekorzystna własność kompozytów aramidowych w przypadku laminatów aramidowo-szklanych okazała się ponad dwukrotnie niższa niż kompozytów wzmocnionych włóknem szklanym ze względu na bardzo niską wytrzymałość na ścinanie włókien aramidowych. W stanie mokrym własność ta dodatkowo spada z powodu pęknięć na granicy włókien i osnowy spowodowanych przez naprężenia wywołane przez nierównomierną absorpcję wody. Wszystkie badane właściwości okazały się wyższe dla laminatu zbrojonego tkaniną hybrydową (1) w stosunku do kompozytu (2). Dotyczy to zarówno stanu suchego jak i po nasyceniu wodą. Kompozyty ze wzmocnieniem (2) nasycają się szybciej i przy wyższej zawartości wody (4,4%) dla obu typów osnowy. Określono odporność udarową komozytów za pomocą pola zniszczeń udarowych w funkcji energii udaru w próbie ze spadającym ciężarem oraz poudarową wytrzymałość na ściskanie. Pod wpływem wody i udaru o energii wywołującej prawie niewidoczne zniszczenia wytrzymałość na ściskanie (3,5-4,5 kJ/m) spadła o około 30-40% w porównaniu z 20-30% dla próbek suchych. Nie zaobserwowano znaczącej różnicy w odporności udarowej kompozytów (1) i (2).

EN

The behaviour of two hybrid laminated composites reinforced with aramid and glass fibres in vinyl ester or epoxy matrix has been studied in dry and water saturated condition. These materials have been selected because of the applications in ship building industry and interesting properties of aramid fibres - lighter than carbon fibres, highly resistant to impact perforation and abrasion, yet very expensive and hygroscopic. The reinforcement was in the form of hybrid aramid-glass fabric A-E (1) and interlayer aramid fabric and glass fabric A/E (2) in vinyl ester or epoxy resin. Water absorption has been tested in 70 degrees centigrade, diffusion coefficients have been determined. The interlaminar shear strength (ILSS), flexural, tensile and compression strengths have been estimated and found superiour for reinforcement (1) both in dry and wet condition, yet much lower than for glass-fibre reinforced composite due to poor wettability of aramid fibre by the resins. Composites with reinforcement (2) absorb 4,4% water at saturation. Water caused numerous fibre-matrix debonding both in glass as well as aramid fibre boundles due to differences in water absorption characteristics of components. This damage does not affect the ILSS however has a strong effect on flexural and compression behaviour. The joint effect of impact and water on impact damage size and compression after impact strength have been studied. Under the influence of water compression after impact strength decreased by 30-40% as compared with 20-30% for dry samples for barely visible impact damage. There was no great difference in the impact behaviour of composite (1) and (2).