Hibrid polimer nanokompozitok kifejlesztése = Development of hybrid polymer nanocomposites

Romhány, Gábor (2011) Hibrid polimer nanokompozitok kifejlesztése = Development of hybrid polymer nanocomposites. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 67897_ZJ1.pdf Download (496kB) | Preview

Abstract

A projekt során epoxi mátrixú, szénszál erősítésű, szén nanocső töltésű hibrid nanokompozitot fejlesztettünk ki. Elsőként a nanocső homogén eloszlatására fejlesztettünk ki mesterkeverékes eljárást, mely módosítás nélkül átskálázható ipari méretekre is. A szén nanocső-mátrix határfelületi adhézióját elektronbesugárzással térhálósított vinilészter hibridizációval javítottuk. A hibrid nanokompozit rétegközi mechanikai tulajdonságinak széleskörű vizsgálatára dinamikus nyíróvizsgálatot és rétegközi húzóvizsgálati módszert fejlesztettünk ki. A rétegközi I. módú kvázistatikus és fárasztásos törésmechanikai vizsgálatokhoz kifejlesztettük az akusztikus emissziós lokalizáción alapuló repedésterjedés követést, amellyel a szabvány által ajánlott közelítő módszerek kiválthatók. A vizsgálatok alapján a nanocső töltés hatására a kvázistatikus repedésterjedési ellenállás 30%-al nőtt, a fárasztásos repedésterjedési sebesség a harmadára csökkent, a tönkremenetelhez tartozó ciklusszám 4-szeresére nőtt, tehát egy megbízhatóbb, hosszabb élettartamú anyagot sikerült kifejleszteni. A hőre keményedő mátrixú kompozit kifejlesztése mellett ciklikus butilén-tereftalátból in situ polimerizált PBT-t adalékoltunk szén nanocsővel a ridegség csökkentésére. A mechanikai vizsgálatok alapján a nanocső adalékolással úgy tudtuk a szívósságot 50%-al növelni, hogy közben a szilárdság és modulus is növekedett 30%-al. | During the project, carbon fiber and carbon nanotube reinforced hybrid nanocomposites with epoxy matrix were developed. First the masterbatch procedure was developed in order to disperse the carbon nanotubes in the epoxy resin homogeneously. This procedure can be upscaled to industrial volume without any modification. The interfacial adhesion between carbon nanotubes and epoxy matrix was increased by hybridization of the base system with unsaturated polyesther resin cured by electron irradiation. The mechanical properties of hybrid nanocomposites were investigated with newly developed mechanical tests, i.e. dynamical interlaminar shear test and interlaminar tensile test. For the interlaminar mode I fracture mechanical tests a new crack propagation tracking method was developed based on acoustic emission localization. This tracking method can substitute the approximate methods recommended by the standard. The quasi-static crack propagation resistance was increased by 30%, the fatigue crack propagation speed decreased by two third, the load cycles until failure increased 4-fold. Consequently a more reliable material with longer lifetime has been developed. Beside the above described development of thermoset matrix nanocomposites in-situ polymerized PBT matrix (IS-PBT) were developed. Since this IS-PBT is brittle, carbon nanotubes were added to decrease this brittleness. The toughness was increased by 50%, while the strength and modulus was also increased by 30%.

Actions (login required)

Edit Item