処理された天然繊維-チタンのナノ粒子が埋め込まれたポリエステル複合材料の統合と機械的および吸水特性

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• ポリマーサイエンスの科学
• ナノテクノロジー ナノテクノロジー

背景:

• 自動車部品でよく見られるエポキシ複合材料は,脆さや低衝撃耐久性に苦しんでいます.
• ポリエステル複合材料は加工上の利点がありますが,要求の高いアプリケーションでは性能強化が必要です.

研究 の 目的:

• ポリエステル/ネーム繊維複合材料の特性に対するチタンナノ粒子負荷の影響を調査する.
• 改善された機械的および物理的な特性を持つ自動車アプリケーションのための新しい複合材料を開発する.

主な方法:

• ポリエステルマトリックス複合材料は,16重量%の処理済みのニーム繊維と50nmの異なる重量%のチタンナノ粒子を使用して製造されました.
• 複合材料の製造には,熱圧縮型鋳造プロセスが採用されました.
• 材料の特徴付けには,分散分析と機械的/物理的特性試験のための伝送電子顕微鏡 (TEM) が含まれていた.

主要な成果:

• 16重%のネーム繊維と6重%のチタンのナノ粒子を含んだ複合材料は,最も高い張力強度 (89.6MPa) と衝撃耐久性 (4.3J/mm2) を達成した.
• この最適化された複合材料は,高マイクロ硬度 (34 HV) と水分吸収の有意な低下 (14日後に1.5%) を示した.
• タイタンのナノ粒子添加により,熱安定性は11.3%向上したが,伸びは45.5%から39.5%に減少した.

結論:

• 開発されたポリエステル/ネーム繊維/チタンのナノ粒子複合物は,自動車用アプリケーションの好ましい性質のバランスを示しています.
• ニーム繊維とチタンのナノ粒子の間のシナージ効果は,機械的性能と耐久性を高めます.
• この新しい複合材料は,キャビネットやシートフレームなどの自動車のインテリアコンポーネントに有効な代替品を提供します.