Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Glassy carbon foams as skeleton reinforcement in polymer composite

Myalski J., Hekner B.

Composites Theory and Practice

|

2017

|

R. 17, nr 1

41--46

EN

Glassy carbon foams were produced by the pyrolysis process using polyurethane foam with a layer of phenol-formaldehyde resin as the precursor. The pyrolysis process was conducted in vacuum conditions at 1000°C. The pyrolysis conditions were determined on the basis of carried out thermogravimetric analysis. The basic mechanical properties like the compressive strength of the carbon foams was measured and compared with the theoretical value. Furthermore, the glassy carbon foams were applied as skeleton reinforcement in epoxy resin matrix composites. Analysis of the mechanical properties revealed that the values of hardness and compressive strength of materials with spatial carbon foam are almost two times higher than for a pure matrix applied as the reference material. The major factors that influenced the final mechanical properties are the quality of the obtained foams and the amount of carbon in the material volume. Moreover, it was proved that the application of carbon foam with low mechanical properties led to significant increases in the compressive strength of the composite materials.

PL

Prezentowane w niniejszej pracy pianki z węgla szklistego zostały otrzymane w procesach pirolizy preform poliuretanowych z warstwą żywicy fenolowo-formaldehydowej. Proces pirolizy został przeprowadzony w warunkach odmiennych w stosunku do stosowanych powszechnie technologiach. W tym przypadku zastosowano próżnię oraz temperaturę 1000°C. Warunki pirolizy określono na podstawie przeprowadzonej analizy termograwimetrycznej. Właściwości mechaniczne otrzymanych pianek węglowych wyznaczono na podstawie wytrzymałości na ściskanie. Otrzymane dane porównano z wartościami teoretycznymi wyznaczonymi według równania Ashby’ego i Gibsona. Ponadto, w ramach badań wytworzono kompozyty z osnową polimerową, wzmocnione prezentowanymi pianami węglowymi. Analiza właściwości mechanicznych wykazała, że wartość twardości oraz wytrzymałości na ściskanie kompozytów wzmocnionych strukturami węglowymi jest niemal dwukrotnie wyższa od wartości czystej żywicy epoksydowej - materiału referencyjnego. Określono, że najważniejszymi czynnikami mającymi wpływ na właściwości mechaniczne są jakość wytworzonej pianki oraz ilość węgla w objętości materiału kompozytowego. Ponadto zostało udowodnione, że zastosowanie pianek węglowych o niskich właściwościach mechanicznych prowadzi do znacznego wzrostu wytrzymałości na ściskanie materiałów kompozytowych na osnowie polimerowej.

2

Polymer matrix composite laminate under hygrothermal exposure

Kormaníková E.

Roczniki Inżynierii Budowlanej

|

2016

|

z. 16

49--54

EN

The static load model of laminate with the hygrothermal load is considered in the paper. The corresponding ply properties are calculated using Mori-Tanaka method. A parametric study is conducted by varying the fiber volume fraction in one laminate layer and the fiber orientation of the angle plies in the laminate. The internal forces of laminate plate with symmetric and unsymmetric stacking of layers are investigated.

3

Effect of jute fibre structure change on interaction with liquid polymer resin

Bogdan A., Wieczorek J., Myalski J., Koziol M.

Kompozyty

|

2011

|

R. 11, nr 3

240-246

EN

Aspiration to reduce product mass while maintaining good mechanical properties contributes to intensive development of composite materials. The main limitations in using of them are: the high cost of components and poor possibilities of recycling. The alternative for expensive mineral and organic fibres (glass, carbon, polyaramides) applied as reinforcements in composites may be plant-originated natural fibres. They come from renewable sources, have low mass density, low price and relatively high specific strength and stiffness. Composites containing natural fibres are easy to utilize in thermic recycling and - when using special sorts of resins - they may be biodegradable. The problem of composite material processing with the use of thermoset resins is to obtain good coupling between the natural fibres and liquid resin. It is one of major obstacles to applying natural fibres as composite material reinforcements. Improvement in the technological properties of natural fibres is possible to obtain by means of physical or chemical treatment of their surface. The paper presents the analysis of structural changes occuring within jute fabric after chemical treatment and the influence of the changes on fibre interaction with the liquid matrix resin. Investigations of the structural changes of treated jute yarn were conducted by the FTIR method with the use of a Bro-RAT FTS 60V spectrometer in the range of middle infrared. Preparations were made by the tablet technique with the use of potassium bromide (KBr) as a support. The following treatments of jute fabric were applied within the study: NaOH 1, 3, 5, 15% water solutions, methanol and vinylsilane. The yarn was exposed to the effect of the substances in various time periods - 0.5 to 6 hours. It was found that partial removal of hemicellulose from the fibres surface and near-surface areas due to treatment results in an increase of cellulose areal fraction giving an increase of polarity. It contributes to improvement in fibre wetting with liquid polyester resin. The hemicellulose contents on the yarn surface is a significant parameter deciding wetting conditions. FTIR spectral analysis of fabric treated with organic substances (methanol, vinylsilane) showed that improvement in wetting by polyester resin took place as a result of adsorption of chemical groups acting as adhesion promoters. For instance, after treatment with silane, Si-OH bonds (1915 cm-1 peak) were detected which do not occur in untreated jute structures.

PL

Dążenie do obniżenia masy wyrobu, przy jednoczesnym zachowaniu dobrych właściwości mechanicznych, przyczynia się do intensywnego rozwoju materiałów kompozytowych. Głównymi ograniczeniami stosowania materiałów kompozytowych są: wysoki koszt komponentów oraz ograniczone możliwości recyklingu zużytych wyrobów. Alternatywą dla drogich włókien mineralnych i organicznych (szkło, węgiel, poliaramidy) stosowanych jako wzmocnienie w kompozytach mogą być włókna naturalne pochodzenia roślinnego. Cechują się one pochodzeniem z odnawialnego źródła, małą gęstością, niską ceną oraz stosunkowo dużą wytrzymałością i sztywnością właściwą. Kompozyty z ich zawartością są łatwe do utylizacji termicznej, a w sprzyjających okolicznościach (zastosowanie odpowiednich żywic) wykazują biodegradowalność. Problemem związanym z wytwarzaniem kompozytów na osnowach chemoutwardzalnych jest uzyskanie dobrego połączenia pomiędzy włóknami naturalnymi a ciekłą żywicą w procesie wytwórczym, co jest jedną z podstawowych przeszkód stosowania tych włókien jako wzmocnień. Poprawę tych własności można uzyskać na drodze obróbki powierzchni włókien metodami fizycznymi bądź chemicznymi. Praca dotyczy analizy zmian zachodzących w tkaninie juty pod wpływem obróbki chemicznej oraz ich wpływu na procesy oddziaływania z ciekłą osnową. Badania zmian struktury chemicznej przędzy juty, pod wpływem zastosowanej obróbki, wykonano metodą FTIR na spektrometrze firmy Bro-RAT typ FTS 60V, działającym w zakresie środkowej podczerwieni. Preparaty do badań sporządzono techniką pastylkową z bromkiem potasu (KBr) jako nośnikiem. W badaniach zastosowano obróbkę chemiczną włókien wodnymi roztworami NaOH o stężeniach 1, 3, 5 i 15% oraz środkami powierzchniowo czynnymi, tj. metanolem oraz winylosilanem. Włókna poddano oddziaływaniu w poszczególnych roztworach wodnych NaOH przez czas od 0,5 do 6 h. Stwierdzono, że częściowe usunięcie hemicelulozy z powierzchni i obszaru przypowierzchniowego pod wpływem obróbki skutkuje zwiększeniem udziału celulozy na powierzchni włókna, powodując tym samym wzrost jej polarności, co przyczynia się do poprawy zwilżalności tkanin żywicą poliestrową. Zawartość hemicelulozy na powierzchni włókien juty jest zatem istotnym parametrem, decydującym o warunkach ich zwilżania. Analiza widm podczerwieni uzyskanych dla tkanin modyfikowanych związkami organicznymi wykazała, że wzrost zwilżalności przez żywicę poliestrowa nastąpił wskutek adsorpcji w obszarze przypowierzchniowym włókien aktywnych grup chemicznych, działających jako promotory adhezji. Przykładowo, dla tkanin po obróbce silanem wykryto w strukturze wiązania Si-OH (pik 1915 cm-1), które nie występują w strukturze juty w stanie surowym.