Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Statistical inferences in material selection of a polymer matrix for natural fiber composites

Noryani M., Sapuan M. S., Mastura M. T., Zuhri M. M. Y., Zainudin E. S.

Polimery

|

2020

|

T. 65, nr 2

105--114

EN

In this paper, statistical inferences in material selection of polymer matrix for natural fiber composite are presented. Hypothesis testing and confidence interval were used to evaluate the suitability of the sample for use as a matrix in natural fiber reinforced composites. The screening process for material selection was carried out using a stepwise regression method. Then, the ranking process in material selection was conducted using an estimation of performance score (PS) for mechanical properties such as impact strength (IS), elongation at break (E) and tensile strength (TS). Ten types of polymer were involved in the study. The final selection revealed that polyamide (PA6), polyurethanes (PUR) and polypropylene (PP) are the potential candidates to manufacture hand-brake levers according to IS, E and TS, respectively. Here, it was found that the score for Tp (thermoplastic) is better than Ts (thermoset) in terms of IS. In contrast, the Ts offered a better score result than, Tp, with respect to E and TS. The results of statistical measurements using statistical modelling prove that the data analysis can be used as a part of the decision making in material selection.

PL

Opisano wnioskowanie statystyczne dotyczące wyboru materiału osnowy polimerowej kompozytu z włóknami naturalnymi. Testy hipotez statystycznych i przyjęte przedziały ufności służyły do oceny próbki pod względem przydatności do zastosowania w charakterze osnowy polimerowej w kompozycie wzmocnionym włóknem naturalnym. Selekcji materiałów dokonano przy użyciu metody regresji krokowej, następnie uszeregowano wybrane materiały z wykorzystaniem rankingu oceny (PS) właściwości mechanicznych, takich jak: udarność (IS), wydłużenie przy zerwaniu (E) i wytrzymałość na rozciąganie (TS). Wyselekcjonowano wstępnie 10 rodzajów polimerów zaliczanych do grup polimerów termoplastycznych (Tp) i termoutwardzalnych (Ts). Wnioskowanie statystyczne wykazało, że poliamid (PA6), poliuretany (PUR) i polipropylen (PP) są potencjalnie korzystnymi osnowami polimerowymi do wytwarzania dźwigni hamulca ręcznego. Stwierdzono, że polimery z grupy Tp wykazują lepszą udarność niż polimery z grupy Ts. Natomiast materiały Ts charakteryzują korzystniejsze wartości wydłużenia przy zerwaniu i wytrzymałości na rozciąganie niż ich odpowiedniki z grupy Tp. Wyniki przeprowadzonej analizy danych z zastosowaniem modelowania statystycznego dowodzą, że metoda ta może być pomocna przy wyborze materiału odpowiedniego do planowanej aplikacji.

2

Wpływ zawartości osnowy polimerowej na właściwości magnetyczne amorficznego proszku Fe60Co10Y8W1B20

Pietrusiewicz P., Nabiałek M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2015

|

T. 21, Nr 2 (164)

149--151

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań kompozytów składających z ferromagnetyka Fe61Co10Y8W1B20 wykazującego miękkie właściwości magnetyczne związanego polimerem (Epidian 100) w proporcjach 2%, 3% i 4% wag. Przeprowadzono badania struktury wykorzystując dyfrakcje promieni rentgenowskich. Na podstawie tych badań wykazano że proces mielenia jak i utwardzania Epidianu w nie wpływa na strukturę badanych kompozytów powodując jej krystalizację. W kolejnym etapie przeprowadzono badania magnetyczne wykorzystując magnetometr wibracyjny (VSM). Pokazano, że można sterować właściwościami poprzez odpowiednie dobranie zawartości osnowy polimerowej.

EN

This paper presents results of research on the composites consisting of ferromagnetic Fe61Co10Y8W1B20 alloy exhibiting soft magnetic properties of bonded polymer (Epidian 100) in the proportion of 2%, 3% and 4% by weight. Structure study was carried out using X-ray diffraction. This research have shown that the process of grinding and Epidianu hardening does not affect the structure of the composites causing its crystallization. In a next step were studied by using a vibrating sample magnetometer (VSM). It is shown that the properties can be controlled through appropriate selection of the content of the polymer matrix.

3

Wpływ promieniowania UV na właściwości mechaniczne polilaktydu napełnianego grafitem i szungitem

Olewnik-Kruszkowska E., Kowalski K., Kasperska P., Richert J.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2015

|

T. 21, Nr 2 (164)

143--148

PL

Folie zawierające polilaktyd jako osnowę polimerową oraz szungit i grafit jako napełniacze w ilości do 20%wag naświetlano promieniowaniem UV-C (max 254 nm) w odstępach 50-godzinnych do 300 godzin. Wpływ ilości i rodzaju napełniacza na proces fotodegradacji analizowano przeprowadzając badania właściwości mechanicznych zarówno wyjściowych materiałów jak i po różnych czasach ekspozycji na UV. Pod uwagę brano następujące parametry: moduł Younga, naprężenie zrywające i odkształcenie przy zerwaniu. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, iż obecność grafitu podobnie jak i szungitu poprawia odporność kompozytów polilaktydowych na działanie promieniowania UV. Otrzymane wartości wskazują, iż wprowadzenie grafitu w większym stopniu ekranuje działanie UV niż szungit.

EN

Films consisting of polylactide as polymer matrix and graphite as well as shungite as fillers in an amount up to 20%wt were irradiated with UV (254 nm) at intervals of 50-300 hours. Effect of quantity and type of filler on photodegradation process was analyzed by examination mechanical properties of both the starting material and the material after various times of exposure to UV irradiation. The following parameters were taken into account: Young’s modulus, stress at break and strain at break. Based on obtained results it has been established that the presence of graphite as well as shungite improves resistance of polylactide composites to UV radiation. Determined values indicate that the introduction of graphite into polymer matrix has got a more substantial UV screening effect than the introduction of shungite.

4

Wpływ modyfikacji napełniacza lignocelulozowego związkami krzemu na palność i adhezję z polimerową matrycą kompozytu

Gąsiorowski R., Rojewski S., Wesołek D., Maciejewski H., Bujnowicz K.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2013

|

[R.] 19, nr 4 (154)

336--339

PL

Prowadzone badania mają na celu poznanie wpływu związków krzemu na palność napełniacza lignocelulozowego oraz jego adhezję z polimerem stanowiącym osnowę kompozytu. W roli napełniacza zastosowano włókno lniane, które zmodyfikowano amino-, alkilo-, chloropropylo-, epoksy- i metakryloksy- funkcyjnymi silanami. Matrycę przygotowanych kompozytów stanowił kopolimer chlorku winylu z etylenem. Palność zbadano przy użyciu mikrokalorymetru pirolizy i spalania (PCFC), natomiast strukturę powierzchniową włókien oraz wpływ modyfikacji na adhezję oceniono przy pomocy elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM).

EN

The studies are designed to investigate the effect of silicon compounds on the flammability of a lignocellulosic filler and its adhesion with the polymer forming the matrix of the composite. In the role of the filler, flax fiber was used and it was modified with amino-, alkyl-, chloropropyl-, epoxy- and methacryloxy- functional silanes. The matrix of the prepared composites was a copolymer of vinyl chloride with ethylene. Flammability was tested using pyrolysis and a combustion microcalorimeter (PCFC), while the surface structure of the fibers and the effect of the modifications on the adhesion was examined using a scanning electron microscope (SEM).

5

Kompozyty WPC jako alternatywa dla wytworów z drewna

Chmielnicki B., Jurczyk S.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2013

|

[R.] 19, nr 5 (155)

477--484

PL

W artykule przedstawiono charakterystykę kompozytów WPC (ang. wood-plastic composites). Materiały te ze względu na swoje unikalne właściwości, będące połączeniem cech drewna oraz tworzyw polimerowych, stanowią obiecującą alternatywę dla obu z nich. W niniejszej publikacji skupiono się na charakterystyce stosowanych napełniaczy naturalnych, a także osnów polimerowych, oraz ich wpływie na cechy finalnego produktu. Przedstawiono także najważniejsze zagadnienia dotyczące przetwórstwa tej klasy kompozytów oraz modyfikacji ich właściwości mechanicznych i użytkowych.

EN

The paper presents the characteristics of WPC (wood-plastic composites) composites. These materials because of their unique properties, which are characteristic combinations of both wood and of polymeric materials, are a promising alternative for both of them. This paper focuses on the characteristics of the natural fillers as well as polymer matrices used to produce WPC composites, and their influence on the characteristics of the final product. The main issues concerning the processing of this composites class and modifying their mechanical properties and performance are also presented.

6

Konstytuowanie z tworzyw wtórnych materiałów kompozytowych o właściwościach tłumiących hałas

Zimniak J.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2013

|

Nr 2

127-128

PL

Celem szczegółowym pracy było określenie wpływu klas ziarnowych (0,8÷2,0 mm) proszku gumowego typu SBR i jego udziału masowego (30÷50%) w osnowie polimerowej (PP) na zdolność tłumienia hałasu w zastosowaniu do konstrukcyjnego elementu (panelu) ekranu akustycznego. Stwierdzono, że udziały masowe proszku gumowego nie mają istotnego wpływu na zdolność tłumienia hałasu, natomiast klasy ziarnowe proszku gumowego w zakresie badanym istotnie wpływały na zdolność tłumienia (najkorzystniejsza okazała się klasa 0,2 mm).

EN

A specific objective of this study was to determine the influence of size fractions (0.8÷2.0 mm) and mass fraction (30÷50%) in polymer matrix (PP) of SBR- type rubber powder on noise suppression ability during its application in a structural member (panel) of acoustic baffle. It was found that rubber powder mass fractions did not have a significant impact on noise suppression ability, while powder grain classes of rubber significantly affected this ability (0.2 mm class was the best).

7

Recykling odpadów i wykładzin

Kowalska E., Kijeńska M., Kuczyńska L.

Recykling

|

2010

|

nr 9

24-25

PL

Aktualne ustawy nie ograniczają składowania odpadów zużytych wykładzin, zaliczonych do odpadów komunalnych. Większość tych odpadów włókienniczych trafia na składowiska.

8

Wpływ osnowy polimerowej na właściwości mechaniczne laminatów wzmocnionych włóknem szklanym

Kozioł M.

Kompozyty

|

2010

|

R. 10, nr 4

317-321

PL

Praca przedstawia wpływ właściwości mechanicznych osnów: epoksydowej, winyloestrowej i poliestrowej na właściwości mechaniczne laminatów wzmocnionych tkaniną szklaną (ułożenie 0/90°), klasycznych oraz zszywanych, wytworzonych metodą RTM. Ocenę właściwości mechanicznych żywic oparto na próbach rozciągania i zginania statycznego oraz udarności Charpy'ego. Właściwości mechaniczne kompozytów wyznaczano w próbach: zginania statycznego (Rg), ścinania międzywarstwowego przy rozciąganiu (τ), udarności Charpy'ego (u). Spośród badanych żywic najlepsze właściwości mechaniczne (Rm = 41 MPa oraz Rg = 77 MPa) prezentuje żywica epoksydowa. Najlepsze właściwości mechaniczne wykazują również jej kompozyty (Rg = 588 MPa, τ = 16,4-19,3 MPa, u=202 kJ/m2). Żywica epoksydowa ma największą spośród badanych żywic odkształcalność ( εz=3,8%), co jest bardzo istotną cechą, korzystnie wpływającą na właściwości mechaniczne jej kompozytów - daje możliwość większego wytężenia włókien wzmacniających oraz szwów w laminatach zszywanych. Ogólnie stwierdzono, że rodzaj osnowy wpływa istotnie na właściwości mechaniczne laminatów, zarówno klasycznych, jak i zszywanych. Stwierdzono też, że kompozyty z osnową winyloestrową tylko nieznacznie ustępują kompozytom epoksydowym pod względem właściwości mechanicznych, pomimo znacznej różnicy w odkształcalności (różnica εz na poziomie ok. 45%).

EN

The paper presents an effect of mechanical properties of: epoxy, vinylester and polyester matrix resins on mechanical performance of laminates reinforced with glass fabric (0/90° layout), classic and stitched, manufactured by RTM method. Applied resins are Polish products: ESTROMAL 14 LM - 01 (polyester), POLIMAL VE 2MM (vinylester), EPIDIAN 53 (epoxy). Evaluation of mechanical properties of the resins was based on: tensile, bending and Charpy impact resistance tests. Performance of the composites was evaluated in: static bending (Rg), interlaminar shear (τ) and Charpy impact resistance (u) tests. It was found that sort of applied matrix significantly affects a mechanical performance of the laminates: classis and stitched as well. Among tested resins the best mechanical performance showed the epoxy matrix (Rm = 41 MPa and Rg = 77 MPa). The best performance showed also its composites (Rg = 588 MPa, τ = 16,4-19,3 Mpa, u = 202 kJ/m2). Epoxy resin has also the highest deformability among three tested resins (εz = 3,8%), which is essential quality affecting advantageously mechanical performance of its composites. It gives possibility of better effort of reinforcing fibres and of the stitches in stitched laminates. Thereby it improves a failure process. It was found that vinylester matrix composites are only insignificantly inferior in terms of mechanical performance when compared with the epoxy ones, in spite of big difference in deformability (difference in εz by about 45%). It was also found that irrespective of matrix sort, stitching of the laminates has advantageous influence on interlaminar shear strength (τ) and disadvantageous effect on impact resistance (u) and flexural strength (Rg) of the laminates.

9

Composite substitutes for lead

Paszkowski L., Ludyński Z., Biało D., Wiśniewski W.

Kompozyty

|

2010

|

R. 10, nr 1

20-24

EN

In the work, research has been taken up on the problem of lead elimination from presently very popular technical applications, through elaboration of its substitutes. It is a problem of utmost importance given the harmful impact of lead on living organisms and the international regulations in force setting out approaching deadlines for total elimination of lead use. Lead has been included in the group of the most toxic substances. Very promising group of materials in the works on an environmentally-friendly substitute for lead pertains to materials of composite structure. One important component of such a composite is a powder having high density, for instance, made of tungsten or its alloys, or tungsten carbides. The second component is composite matrix, most frequently a polymer. The appropriate material selection of composite components, and particularly the proportion of both the components, enables the attainment the assumed density of composites, varying over a wide range. The work pertains to elaboration of technology of the materials having a composite structure, containing powder of so called heavy alloy (WHA) having a content of 93%W+5%Ni+2%Fe and polymer or metal matrix. This kind of heavy alloy is traditionally used to manufacture projectile cores. The powder is produced from chips using the impact method. Its price is more than three times lower than that of the tungsten powder, or the original powder of heavy alloy. The basic task was solved in two variants, using as a matrix: Epidian type thermosetting resin and metallic bonding - tin. Two different manufacturing processes of the composites was proposed. In the first, composite granulate was pressed in the die at pressure of 50-600 MPa and its polymeric matrix was hardened at temperature of 180°C. In the second process, mixture of WHA and tin powders was pressed in the die at pressure of 600 MPa and next compacts was sintered at 280°C. For each of the variants tests were conducted on the influence of powder content and matrix, as well as of the influence of forming conditions on density of attained composites and their selected mechanical properties. It has been proven, that there exists a possibility of such selection of material content and of such a manufacturing process, as to attain the densities of composites matching the density of lead - 11.3 Mg/m3. The results of metallographic tests of attained composites were presented. Additionally and F-Rockwell hardness of the composites were established.

PL

Podjęto próbę opracowania materiału umożliwiającego wyeliminowanie ołowiu z wielu powszechnych zastosowań - jako jego substytutu. Jest to szczególnie ważny problem, biorąc pod uwagę szkodliwy wpływ ołowiu na żywe organizmy i wprowadzane obecnie międzynarodowe umowy dotyczące całkowitego wyeliminowania ołowiu w najbliższych latach. Ołów został zaliczony do grupy najbardziej toksycznych substancji. Obiecującą grupą materiałów w badaniach nad opracowaniem przyjaznych środowisku zamienników ołowiu są materiały o strukturze kompozytowej. W takich kompozytach ważnym komponentem jest proszek o dużej gęstości, np. z wolframu lub jego stopu albo węglika wolframu. Drugim komponentem jest osnowa, najczęściej polimerowa. Właściwy dobór materiału obu komponentów, a szczególnie ich proporcji umożliwia uzyskanie wymaganej gęstości kompozytu w szerokim zakresie. Praca dotyczy opracowania technologii materiałów o budowie kompozytowej, złożonych z proszku tak zwanego stopu ciężkiego (WHA) o składzie: 93%W+5%Ni+2%Fe i polimerowej lub metalowej osnowy. Ten rodzaj stopu ciężkiego jest tradycyjnie używany w produkcji rdzeni pocisków. Proszek tego stopu jest wytwarzany z odpadów i wiórów metodą dynamicznego kruszenia. Jego cena jest trzykrotnie mniejsza niż proszku wolframu albo oryginalnego stopu. Do badań wytypowano dwa rodzaje materiałów osnowy: termoutwardzalną żywicę typu Epidian i proszek cyny. Zaproponowano dwa odmienne procesy wytwarzania kompozytów. W pierwszym prasowano kompozytowy granulat w matrycy przy ciśnieniu 50-600 MPa, a następnie utwardzano jego osnowę w temperaturze 180°C. W drugim prasowano mieszaninę proszków WHA i cyny przy ciśnieniu 600 MPa, a następnie spiekano w temperaturze 280°C. Określono wpływ zawartości proszku stopu ciężkiego i zawartości osnowy, a także wpływ warunków formowania na gęstość uzyskanych kompozytów i wybrane właściwości mechaniczne. Wykazano, że przez racjonalny dobór składu kompozytów i parametrów procesu wytwarzania możliwe jest uzyskanie gęstości takich materiałów równej gęstości ołowiu, tj. 11,3 Mg/m3. Przedstawiono strukturę uzyskanych kompozytów i wykazano, że posiadają one jednorodną budowę. Ponadto podano zależność twardości kompozytów od ich składu.

10

Ocena możliwości wykorzystania odpadów kompozytowych jako napełniacza klejów

Rutecka M., Myalski J., Dyzia M., Kozioł M.

Kompozyty

|

2007

|

R. 7, nr 4

206-211

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości klejów zawierających recyklat poliestrowo-szklany. Stosowany jako napełniacz recyklat był mieszaniną cząstek żywicy poliestrowej, włókien szklanych oraz aglomeratów kompozytowych. Wykonano masy klejowe z dodatkiem recyklatu w ilości 10¸50% wag. co 5% wag. Bazą kleju była żywica poliestrowa. Wyznaczono wartości wytrzymałości na ścinanie oraz oddzieranie połączeń klejowych z wykorzystaniem mas klejowych zawierających recyklat i porównano z analogicznymi wartościami wyznaczonymi dla żywicy poliestrowej bez dodatku recyklatu. Przeprowadzone badania wykazały, że wykorzystanie rozdrobnionych odpadów jako napełniacza kleju poliestrowego prowadzi do poprawienia właściwości mechanicznych złącza. Wytrzymałość na ścinanie kleju nie uległa obniżeniu po wprowadzeniu recyklatu w ilości do 30% wag. Dodanie rozdrobnionych odpadów powoduje zwiększenie wytrzymałości na oddzieranie oraz siły potrzebnej do zainicjowania pęknięcia. Ponadto przeprowadzono badania masy klejowej zawierającej recyklaty. Wykonano badania wytrzymałości na rozciąganie, zginanie oraz udarności. Badania wykazały, że dodanie recyklatu w ilości do 30% wag. nie powoduje znaczących różnic w przypadku wytrzymałości na rozciąganie i zginanie. Dodanie recyklatu powoduje natomiast znaczny wzrost udarności. Najlepsze właściwości uzyskano dla połączeń klejowych o zawartości recyklatu do 30% wag. Rozdrobnione odpady kompozytów polimerowych można wykorzystać jako napełniacz klejów, poprawiając jego charakterystyki mechaniczne oraz wpływając korzystnie na lepkość, tiksotropowość kleju, stanowiąc tym samym jeden ze sposobów utylizacji kompozytów o osnowie duroplastycznej.

EN

This paper presents the results of properties of adhesives containing polyester-glass fibre recyclate. The recyclate used as a filler of adhesive was a mixture of cured polyester resin particles, glass fibers and agglomerates of composites particles. Adhesives with addition of 10¸50% wt. of recyclate were made. The base of the adhesive was polyester resin. The results of mechanical properties of adhesive bonding has been presented. The values of shear strength and peel strength of adhesive bonding using adhesive with addition of recyclate were evaluated and compared with analogical properties appointed for standard sample. The results of investigation have shown that using of polymer composites wastes as a filler of polyester adhesive leads to improvement of joint's mechanical properties. As can be observed the addition of composites wastes up to 30% wt., do not effect in decrease of shear strength of adhesive. The addition of recyclate also leads to increase the peel strength and max force needed for crack initiation. The tensile strength, flexural strength and impact of adhesive with addition of recyclate were evaluated. The results of the investigations have shown that using recyclate as a filler in amount up to 30% wt. do not lead to significant differences in tensile and flexural strength in comparison with polyester resin. The impact strength was found to increase when the recyclate was added. The optimal properties were achieved for the adhesive with addition of recyclate up to 30% wt. Polyester-glass fiber recyclate can be used as a filler of adhesives improving mechanical characteristics of joints and have a favourable effect on viscosity and thixotropy of adhesive. Using composites wastes as a filler of adhesive is also one of the way of thermosets utilization.

11

Wykorzystanie odpadów kompozytowych jako wypełniacza osnowy polimerowej w materiałach kompozytowych

Rutecka M., Kozioł M., Myalski J., Śleziona J.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 2

68-73

PL

Przeprowadzone badania miały na celu ocenę możliwości wykorzystania recyklatu poliestrowo-szklanego jako wypełniacza osnowy polimerowej materiałów kompozytowych, będąc jednocześnie metodą utylizacji tych odpadów. Odpady kompozytów poliestrowo-szklanych rozdrobniono do wielkości cząstek poniżej 0,3 mm (rys. 1). Recyklat stanowił frakcję proszkową i był mieszaniną cząstek żywicy poliestrowej, drobnych włókien szklanych oraz aglomeratów cząstek kompozytu. Rozdrobnione odpady dodano do żywicy stanowiącej osnowę laminatów. Wykonano laminaty składające się z 10 warstw tkaniny szklanej, o gramaturze 380 g/m2, i żywicy epoksydowej EPIDIAN 51, do których dodano 4,10 lub 20% wag. rozdrobnionych odpadów (rys. 2). Jako materiał porównawczy wykonano 10-warstwowy laminat bez dodatku recyklatu. W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych wytworzonych laminatów. Wyznaczono wartości wytrzymałości na zginanie, modułu zginania, udarności oraz wytrzymałości na ścinanie (rys. 3). Przeprowadzone badania wykazały, że użycie recyklatu jako wypełniacza prowadzi do obniżenia właściwości mierzonych podczas zginania (wytrzymałość na zginanie oraz moduł przy zginaniu) oraz udarności (rys. rys. 4-6). Wykazano, że na wartości tych właściwości znaczny wpływ ma zawartość recyklatu. Ponadto badania wykazały zależność między udziałem wypełniacza w osnowie a wartościami wytrzymałości na zginanie, modułu zginania oraz udarności. Im recyklatu więcej, tym niniejsze wartości badanych właściwości. W przeciwieństwie do wyników badań zginania i udarności wytrzymałość na ścinanie utrzymuje się na podobnym poziomie dla wszystkich próbek (rys. 7). Optymalne wyniki uzyskano dla laminatów z dodatkiem 4% recyklatu, dla którego spadek właściwości nie przekraczał 5%. Jednak należy zaznaczyć, że dodanie rozdrobnionych odpadów w ilości do 10% wag. powoduje spadek właściwości zbadanych przy obciążeniach statycznych i dynamicznych o ok. 10%, co również jest zadowalającym wynikiem. Wyniki badań pozwoliły stwierdzić, że recyklat poliestrowo-szklany o małej granulacji można wykorzystać jako wypełniacz osnowy polimerowej do produkcji mniej odpowiedzialnych elementów kompozytowych.

EN

The purpose of this project was to estimate the possibility of using polyester-glass fiber recyclate as a filler of polymer matrix in composites. Using the recyclate as a filler would be also one of the way of polymer composites utilization. The composites wastes were grinded to size below 0.3 mm (Fig. 1). Recyclate obtained after grinding was a powder fraction and was a mixture of cured polyester resin particles, glass fibers and agglomerates of composites particles. The polyester-glass fiber recyclate was added to the resin, which was used as a matrix in laminates. Ten layers laminates (Fig. 2), consisted of epoxy resin EPIDIAN 51 and glass fabic, with addition of 4,10 and 20 wt.% of recyclate were made. A ten layers laminate with no addition of recyclate was made as a comparable material (standard sample). The results of the mechanical properties of the laminates with the recyclate have been presented (Figs 4-6). The values of bending strength, flexural modulus, impact strength and shear strength for the laminates were evaluated and compared with analogical properties appointed for standard sample. The results of investigation have shown that using of polymer composites wastes as a filler, leads to decreasing of the measured properties in bending and impact tests. It nas been shown that content of the recyclate has significant influence on studied mechanical properties. In addition, the tests have proved the dependence between content of the recyclate in laminates and values of bending strength, flexural modulus and impact strength, the more recyclate was added to the laminates the lower values of mechanical properties were achieved. It is noticeable that the shear strength has been at the same level for all specimens (Fig. 7). The optimal properties were achieved for the laminate with addition of 4 wt.% of recyclate, for which the decrease of mechanical properties do not exceed 5%. As can be observed the addition of composites wastes up to 10 wt.%, effects in decrease of mechanical properties during static and dynamic load only about 10%, which is an acceptable result. In conclusion, the results of the investigations allow to affirm, that the polymer composites waste of small granulation can be used as a filler in production of new composites, being also one of the way of duroplasts utilization.

12

Wyznaczanie stałych materiałowych kompozytu warstwowego o różnych współczynnikach wypełnienia w warstwach

Dobryniewski K.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 12

439-443

PL

Koniecznym warunkiem do określenia własności fizycznych kompozytów wzmocnionych tkaniną modułową jest przeprowadzenie rozszerzonych badań, eksperymentalnych lub analitycznych. Ten pierwszy sposób, czyli badania eksperymentalne w przypadku ogromnej różnorodności dostępnych tkanin modułowych, osnów i struktur możliwych do otrzymania, stanowiłby bardzo duże nieekonomiczne przedsięwzięcie. Dlatego też najlepszym rozwiązaniem tego problemu jest stworzenie metody analitycznej, przewidującej własności fizyczne tych materiałów, co znacznie ograniczyłoby liczbę koniecznych badań eksperymentalnych. Praca ta przedstawia prymitywną teorię, opartą na nieco rozbudowanej teorii mieszanej dla kompozytów wzmocnionych tkaniną modułową. Określa stopień wiarygodności prostych wzorów, służących do oceny własności laminatów poprzez porównanie wyników teoretycznych z wynikami doświadczalnymi.

EN

Extensive studies are required to determinate values of material constants laminated composite plates with fabric reinforcement. The quantification can either be done experimentally or analytically. The innumerable diversity of woven fabrics, matrixes and potential combinations of the weave pattern in the fabric reinforced composites would make any experimental program very large and uneconomical. In this connection the best solution of this problem is to develop an analytical method to predict fabric composite behavior and validate the methodology through limited experimental studies. This validated analytical model can be used later to predict fabric composite behavior or to design fabric composites for a given set of conditions. In this work, a primitive theory has been shown, which is based on somewhat complicated theory for composites with fibre reinforcement. The purpose of this work is to study, in what degree the simple formulas, roughly estimating lamina properties, could be authenticated. This work consists of three parts. In the first part, composite model is presented (Fig. 1) that is considered as laminate consists of two unidirectional fibres-reinforced lamina. They are stacked that one lies crosswise against another and they can not displace between themselves. Unidirectional fibres are described by properties such as Young's modulus E(f), Poisson's rate v(f). Fibers are embedded in a isotropic matrix material described by properties such as Young's modulus E(0), Poisson's rate v(0). On the basis of this model, primitive theory is created, that makes the certain assumptions and restrictions, as stated here: perfect joint between layers, linearly elastic and orthotropic material of each layers, small strains and displacements, equal thickness of layers. At the end of part one author presents formulas of calculation Young's moduli of the laminate. Additionally author considers using the apparent Young's modulus of compressed fibre to calculating material constants of laminate. The second part includes formulas, that are used to determining shear module of laminate. Here analytical solutions are developed for optional computing elastic constants, which were present in the part one. In the last part comparison between theoretical and experimental measurements of material constants is presented (Tab. 1) to check effectiveness of present algorithm. Figures 1-3 show respectively laminate model, two cases of simple loading composite model by elementary force.

13

Modelowanie lepkosprężystych żywic jako osnów polimerowych kompozytów włóknistych

Klasztorny M., Gieleta R.

Kompozyty

|

2002

|

R. 2, nr 3

103-107

PL

Opracowano nowy model lepkospreżysty HWKK, opisujący osnowy polimerowych kompozytów włóknistych w postaci żywicy epoksydowej lub poliestrowej. Model ten uwzględnia pełzanie krótkotrwale oraz długotrwale materiału i jest opisany przez funkcje wykładniczą ułamkową oraz dwie funkcje wykładnicze zwykle. Sformułowano równania konstytutywne modelu oraz wyznaczono eksperymentalnie stałe materiałowe dla żywicy epoksydowej i poliestrowej. Przeprowadzono walidację modelu HWKK dla wybranych programów obciążenia.

EN

The study is devoted to viscoelastic modelling of resins (epoxy and polyester), applied as matrices of fibre-reinforced polymeric composites. This type of composites protects lower levels of stresses in the matrix, not exceeding 30% of the tensile strength of a resin material. The experiments, performed on bar resin samples tensioned uniaxially in a room temperature, have pointed that the creep processes are of the 1st rank type and reversible. Moreover, the directional strains are quasi--proportional. The short lasting creep (SLC) can be simulated with good accuracy using the generating function in the form of a linear combination of the fractional and normal exponential functions. The long lasting creep (LLC) can be simulated with good accuracy using an additional normal exponential function. A new rheological model for resins (amorphous thermoharden materials), reflecting the above mentioned features, has been developed. This model, denoted with the symbol HWKK, is described by two elastic constants (E, v) and seven viscoelastic constants (wx1, wx2, wy1, wy2, rw,rk1, rk2). A mechanic representation of the HWKK model is shown in Figure 1. The parameters wx1, wx2 are coefficients for the SLC long-lasting time compliances, and wx2, wy2 denote coefficients for the LLC long-lasting time compliances. The parameters rw, rk1, rk2 denote the elastic sequence times related to the Wilczynski's and Kelvin's elements. The constants jj. (a ratio defining the elastic-sequence-times distribution /!(?; fj) and y (a fraction defining a linear combination of the generating functions