Reinforcement of epoxy resin/carbon fiber composites by carboxylated carbon nanotubes: a dynamic mechanical study

H. Nazarpour-Fard; K. Rad-Moghadam; F. Shirini; M. H. Beheshty; G. H. Asghari

doi:10.14314/polimery.2018.4.1

Data publikacji : 2021-01-13

Tom 63 Nr 4 (2018)

Kompozyty żywicy epoksydowej z włóknami węglowymi wzmocnione karboksylowanymi nanorurkami węglowymi: dynamiczne badania mechaniczne

H. Nazarpour-Fard K. Rad-Moghadam F. Shirini M. H. Beheshty G. H. Asghari

DOI: https://doi.org/10.14314/polimery.2018.4.1

Abstrakt

Kompozyty żywicy epoksydowej wzmocnione jednokierunkowo włóknami węglowymi otrzymywano metodą prasowania na gorąco prepregów. Do kompozytów epoksydowo-węglowych (E/C) dodawano wielościenne nanorurki węglowe (MWCNT) oraz ich karboksylowane pochodne, z małą (LCCNT) lub dużą (HCCNT) zawartością grup karboksylowych. Wprowadzenie do osnowy E/C jednorodnej dyspersji nanorurek węglowych (CNT), z uniknięciem tworzenia się pustych przestrzeni umożliwiło znaczną modyfikację właściwości kompozytów. Dynamiczna analiza mechaniczna DMA wykazała zwiększenie wartości temperatury zeszklenia (Tg) oraz modułu zachowawczego kompozytu E/C/HCCNT. Na podstawie równania Vogela-Fulchera-Tammanna (VFT) i Williamsa-Landela-Ferry’ego (WLF) oraz zasady superpozycji temperaturowo-czasowej (TTS) wyznaczono krzywe wiodące modułu zachowawczego. Pozorne energie aktywacji przekształceń molekularnych obliczono dla różnych wartości temperatury z zastosowaniem pochodnych numerycznych i równań WLF. Wyniki badań wskazują, że zawartość grup COOH w nanorurkach węglowych może mieć istotny wpływ na właściwości użytkowe nanokompozytów E/C/CNT. Ze względu na niewielką masę i duże wartości modułu sprężystości (odpowiednio 31 GPa i 20,6 GPa w temp. -90 °C i 80 °C) wytworzone kompozyty mogą być interesującym materiałem do zastosowań konstrukcyjnych.

Słowa kluczowe

carbon fiber ; epoxy resin ; multiwall carbon nanotube ; dynamic mechanical properties włókno węglowe ; żywica epoksydowa ; wielościenna nanorurka węglowa ; dynamiczne właściwości mechaniczne

Szczegóły

Bibliografia

Wskaźniki

Autorzy

Pobierz pliki

PDF (English)

Zasady cytowania

Nazarpour-Fard, H., Rad-Moghadam, K., Shirini, F., Beheshty, M. H., & Asghari, G. H. (2021). Kompozyty żywicy epoksydowej z włóknami węglowymi wzmocnione karboksylowanymi nanorurkami węglowymi: dynamiczne badania mechaniczne. Polimery, 63(4), 254-263. https://doi.org/10.14314/polimery.2018.4.1

Bibliografia

Indicula M., Boudenne A.: Composites Science and Technology 2006, 66, 2719.
Crossref

[2] Assael M.T., Antoniadis K.D., Tzetzisb D.: Composites Science and Technology 2008, 68, 3178.
Crossref

[3] K umlutas D., Tavman I.H., Turhan-Çoban M.: Composites Science and Technology 2003, 63, 113.
Crossref

[4] K im D., Chung I., Kim G.: Fibers and Polymers 2013, 14, 2141.
Crossref

[5] Sherman D., Lemaitre J., Leckie F.: Acta Metallurgica et Materialia 1995, 43, 4483.
Crossref

[6] Godara A., Gorbatikh L., Kalinka G. et al.: Composites Science and Technology 2010, 70, 1346.
Crossref

[7] Yoonessi M., Lebron-Colon M., Scheiman D. et al.: ACS Applied Materials & Interfaces 2014, 6, 16 621.
Crossref

[8] I slam M.E., Mahdi T.H., Hosur M.V. et al.: Procedia Engineering 2015, 105, 821.
Crossref

[9] Piesowicz E., Irska I., Bryll K. et al.: Polimery 2016, 61, 24.
Crossref

[10] C hen B., Chen J., Li J. et al.: Chinese Journal of Polymer Science 2017, 35, 446.
Crossref

[11] Mir Mohammad Alavi N., Yaghoubi A.: Polimery 2014, 59, 776.
Crossref

[12] K im P., Shi L., Majumdar A. et al.: Physical Review Letters 2001, 87, 215 502.
Crossref

[13] Treacy M.M.J., Ebbesen T.W., Gibson J.M.: Nature 1996, 381, 678.
Crossref

[14] W ong E.W., Sheehan P.E., Lieber C.M.: Science 1997, 277, 1971.
Crossref

[15] W ildoer J.W.G., Venema L.C., Rinzler A.G. et al.: Nature 1998, 391, 59.
Crossref

[16] Odom T.W., Huang J.L., Kim P. et al.: Nature 1998, 391, 62.
Crossref

[17] C oleman J.N., Khan U., Blau W.J. et al.: Carbon 2006, 44, 1624.
Crossref

[18] Thostenson E.T., Chou T.W.: Carbon 2006, 44, 3022.
Crossref

[19] Gojny F.H., Wichmann M.H.G.: Composites Science and Technology 2005, 65, 2300.
Crossref

[20] Hubert P., Ashrafi B., Adhikari K. et al.: Composites Science and Technology 2009, 69, 2274.
Crossref

[21] Goertzen W.K., Kessler M.R.: Composites Part B: Engineering 2007, 38, 1.
Crossref

[22] W olfrum J., Ehrenstein G., Avondet M.: Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 1999, 56, 1147.
Crossref

[23] Pascault J.P., Sautereau H., Verdu J. et al.: “Thermosetting polymers”, Marcel Dekker Inc., New York 2002.

[24] Seki Y.: Materials Science and Engineering A 2009, 508, 247.
Crossref

[25] Ma P.C., Kim J.K., Tang B.Z.: Composites Science and Technology 2007, 67, 2965.
Crossref

[26] Turcsanyi B., Pukanszky B., Tudos F.: Journal of Materials Science Letters 1988, 7, 160.
Crossref

[27] Pothan L.A., Oommen Z., Thomas S.: Composites Science and Technology 2003, 63, 283.
Crossref

[28] Murayama T.: “Dynamic mechanical analysis of polymeric materials”, 2th ed., Elsevier, Amsterdam 1978.

[29] C hehrazi E., Qazvini N.T.: Iranian Polymer Journal 2013, 22, 613.
Crossref

[30] Shamsi R., Mir Mohamad Sadeghi G., Asghari G.H.: Polymer Composites, available online 27 July 2016.
Crossref

Google Scholar

Wskaźniki altmetryczne

Cytowania w Google Scholar

CITEDBY SCOPUS

Statystyki

Total abstract views : 312

PDF Downloads : 125

H. Nazarpour-Fard help@libcom.pl

Afiliacja
University of Guilan, Department of Chemistry, Faculty of Sciences, P.O. Box 41335-1914, Rasht, Iran

K. Rad-Moghadam

Afiliacja
University of Guilan, Department of Chemistry, Faculty of Sciences, P.O. Box 41335-1914, Rasht, Iran

F. Shirini

Afiliacja
University of Guilan, Department of Chemistry, Faculty of Sciences, P.O. Box 41335-1914, Rasht, Iran

M. H. Beheshty

Afiliacja
Iran Polymer and Petrochemical Institute, Department of Composites, P.O. Box 14965-115, Tehran, Iran

G. H. Asghari

Afiliacja
Iran Polymer and Petrochemical Institute, Department of Composites, P.O. Box 14965-115, Tehran, Iran