Оценка характеристик волокна технической конопли для композитов

Поверхность натурального волокна содержит много гидроксильных групп в своей химической структуре, которые образуют водородные связи с гидроксильными группами в основной цепи основной цепи матрицы. Полиэфирная смола, не имеющая гидроксильных групп в основной цепи, обычно имеет самую слабую связь с натуральным волокном по сравнению с эпоксидными и винилэфирными смолами.

Фактор ослабления связи волокна со смолой

Значительная усадка (до 8%) во время отверждения полиэфирной смолы также ослабляет эту связь. Наиболее широко используемый термореактивный материал для композитов из натурального волокна конопли. Найдены сводные механические свойства различных композитов из конопляного волокна с ненасыщенной полиэфирной смолой, о которых сообщают различные исследователи. Для сравнения также были приведены свойства стекловолоконных композитов. 

Были изготовлены композиты фанерного типа из полос конопляного волокна и эпоксидной смолы. Было обнаружено, что прочность на изгиб сравнима с прочностью традиционной фанеры. Внешний вид, производственные свойства и технологичность также оказались подходящими для напольных покрытий и мебели. Используя слоев конопли или сизаля, были изготовлены композиты еще большей прочности. Износостойкость композитов при доле волокна 50-60% была определена при 140 МПа и модуле упругости при 6 ГПа. 

Показатели коноплеволокна на изгибную прочность и жесткость

Волокна обоих типов композитов, обработанные щелочью, показали превосходные значения изгибной прочности и модуля упругости по сравнению с необработанными волокнами. Улучшение свойств наблюдалось для коротких, длинных и случайных волокон. Они также изучили эффект использования полиэфирных смол специального состава для натуральных волокон технической марихуаны. 

Эти смолы имеют более полярную природу, что делает их гидрофильными, поэтому они могут лучше связываться с ОН-группами на поверхности природных волокон. Было замечено, что эти полиэфиры положительно влияют на прочность композитов. 

Было обнаружено, что изгибная жесткость этих композитов близка к таковой из стекловолоконных композитов. Было также отмечено значительное улучшение изгибной прочности этих композитов. Ричардсон и Чжан изучили влияние нетканой конопли на механические свойства фенольных соединений и их микроструктурные особенности. Они обнаружили значительное увеличение изгибной прочности и модуля у фенольных смол с введением нетканой конопли. 

Показатели ударной вязкости и прочности на разрыв

Существенно улучшена ударная вязкость. Это улучшение было связано с двумя факторами. Во-первых, конопля более жесткая и прочная механически, чем фенольная матрица, и приводит к увеличению механических свойств. Во-вторых, присутствие каннабис способствует уменьшению количества и размеров пустот (дефектов), что в значительной степени способствует улучшению механических свойств. оптимизация процесса литья под давлением (RTM) при производстве композитов из конопляного волокна и их механических свойств. 

Прочность на разрыв композитов конопляное волокно / полиэфир линейно возрастает с увеличением содержания волокна выше 11% объемной доли волокна. Максимальная прочность на разрыв 60 МПа была достигнута при объемной доле волокна марихуаны 35%. Результаты для модуля упругости при растяжении также показали аналогичную тенденцию. И снова максимальный модуль упругости 1,7 ГПа был достигнут для объемной доли волокна 35%. 

Соотношение прочности на изгиб и вязкости

Прочность на изгиб и модуль изгиба также линейно увеличивались с увеличением объемной доли волокна. Наивысшие достигнутые значения прочности на изгиб и модуля изгиба составили 113 МПа и 6,4 ГПа соответственно. Ударная вязкость этих композитов также увеличивалась с увеличением содержания волокна конопли. Высокая ударная вязкость 14,2 кДж / м2 была снова достигнута при объемной доле волокна 35%. Наконец, были исследованы излучающие свойства ползучести при содержании волокна 21%. Было обнаружено, что эти материалы не подходят для использования в условиях высоких усталостных нагрузок. Исследовали изгибные и ударные свойства полиэфирных композитов, армированных конопляным волокном, полученных методом литья под давлением. Напряжение при изгибе при разрыве и модуль изгиба имеют тенденцию к увеличению с увеличением содержания волокна. Было обнаружено, что ударная вязкость снижается при низком содержании волокна каннабис и постепенно увеличивается при дальнейшем добавлении волокон. Термореактивные материалы, армированные травой, могут конкурировать с стекловолокном.