Used before category names. Uncategorized

Анализ конопляного волокна в композитах из термопласта

Анализ конопляного волокна в композитах из термопласта

Широко используется термопласт в композитах из натурального волокна из-за его низкой плотности, превосходной технологичности, хороших механических свойств, высокой термостойкости, хорошей размерной стабильности и хорошей ударной вязкости. Плохая связь между волокном конопли и матрицей может быть проблемой при использовании натуральных волокон с полипропиленом. 

Исследователи определили полярность конопляных волокон, стекловолокна и полипропилена и наблюдали гидрофобное поведение стекла и полипропилена в отличие от очень гидрофильных волокон конопли. Однако было обнаружено, что нерегулярная морфология поверхности конопли может улучшить адгезию волокна к матрице. 

Прочность на разрыв композитов конопля-ПП составляла 50% от прочности композитов стекло-ПП, а модуль упругости при растяжении составлял 80% композитов стекло-ПП при 40% массовой доле волокна. Использование малеинированного полипропилена (MAPP) в качестве агента совместимости привело к значительному увеличению свойств растяжения композитов PP. 

Механические свойства и предел прочности

Были определены механические свойства некоторых композитов из конопляного волокна и полипропилена и композитов из стекловолокна и полипропилена, о которых сообщают различные исследователи, а также технологические и механические свойства композитов из натурального волокна. Они использовали три вида нетканого материала из конопли — материалы, пропитанные акриловой матрицей. Соотношение смеси кенаф / конопля составляло 50:50. 

Предел прочности этих композитов варьировался от 28 до 75 МПа при давлении формования от 1,5 до 6 МПа. Модуль упругости при растяжении варьировался от 3,9 до 11 ГПа. Относительное удлинение до разрушения варьировалось от 0,8% до 1,4%. Было проведено фрактографическое исследование разрушенных образцов, которое показало хорошую адгезию между волокном и матрицей. 

Изучены механические и термические свойства композитов 1-пентен / полипропилен, армированных конопляным волокном. При массовой доле волокна 30% прочность на растяжение была измерена при 25 МПа, модуль растяжения при 2,5 ГПа, прочность на изгиб при 3,3 ГПа и ударная вязкость при 1,3 кДж / м2. Было обнаружено, что термостойкость композитов лучше, чем у волокон или матрицы как отдельных объектов. 

Механические свойства композитов из натурального волокна

Исследовались такие культуры для биоолипропилена, как кенаф, кокосовое волокно, сизаль, техническая марихуана и джутовые волокна, причем все на одном уровне. Массовая доля волокна 40%. 

Композиты из конопляного волокна показали наивысшую прочность на разрыв 52 МПа, а кокосовое волокно — самую низкую (10 МПа). Прочность композитов кенафа, сизаля и джута составляла примерно 30 МПа. Сходные результаты по изгибным свойствам этого композита были достигнуты. Но, что более важно, удельная прочность пенькового композита (36,5) была выше, чем у стекловолоконного композита. Аналогичным образом модули растяжения и изгиба также показали аналогичные тенденции. Композиты из каннабис и кенафа показали наивысший модуль упругости при растяжении 6,8 ГПа, который был сопоставим с таковым у композитов из стекловолокна (6,2 ГПа). 

Он был самым низким для композитов из кокосового волокна при 1,3 ГПа. И снова удельные модули композита из конопли и кенаф (4.6) были выше, чем у стекловолоконного композита (2.5). Модуль упругости снова был самым высоким для композита из пеньки при 5 ГПа и самым низким для композита из кокосового волокна при 0,5 ГПа. 

Наконец, была исследована ударная вязкость этих композитов по Шарпи. Ударная вязкость этих композитов оказалась довольно низкой по сравнению со стекловолоконными композитами. Максимальная ударная вязкость была зарегистрирована для композитов из марихуаны и сизали, которая составляла 25 кДж / м2, тогда как для композитов из стекловолокна она составляла 54 кДж / м2. Механические свойства композитов из конопляного волокна доказали, что они являются перспективным кандидатом на замену стекловолокну. 

Сравнительный анализ композитов  из волокна

Композиты из натурального волокна по своим свойствам лучше, чем у стекла. Был сделан вывод о том, что композиты из полипропилена, армированные натуральными волокнами, могут заменить композиты из стекловолокна во многих областях, где не требуется очень высокая несущая способность. Однако использование конопляных волокон с термопластическими матрицами растет довольно медленно, что указывает на проблему плохого смачивания поверхностей 

Необходимо провести дополнительные исследования для решения этой проблемы, если использование волокон конопли с термопластичными матрицами должно соответствовать соответствующему использованию с термореактивными матрицами. Термореактивные материалы, армированные пеньковым волокном, композиты из натуральных волокон. Чаще всего используются термореактивные смеси из полиэстера, эпоксидной смолы и винилэфира. 

Композиты из натурального волокна, изготовленные из термореактивных материалов, обладают высокой стойкостью к растворителям, прочностью и устойчивостью к ползучести. Волокна могут нести до 80% нагрузки в этих композитах. Механические свойства термореактивных биокомпозитов зависят от механических свойств матрицы и волокна, а также а также межфазная связь между ними. Межфазная связь между матрицей и волокном каннабис зависит от механического закрепления, физических сил притяжения.

Previous Article
Оценка характеристик волокна технической конопли для композитов
Used before post author name.