基于聚烯的增强复合材料的循环生产,设计和机械测试:潜在的汽车和核应用的统计分析
Abrar Hussain1, Vitali Podgursky1, Dmitri Goljandin1
1Department of Mechanical and Industrial Engineering, Tallinn University of Technology, Ehitajate Tee 5, 19086 Tallinn, Estonia.
这项研究研究了用棉花,聚和聚乙烯四酸盐纤维增强的聚烯复合材料. 结果显示强度增加,但也有微缺陷和更高纤维含量的磨损,影响了商业可行性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物工程 聚合物工程
- 可持续材料 可持续材料
背景情况:
- 聚合物废物循环是欧洲日益增长的研究领域.
- 基于聚烯 (PP) 的复合材料正在探索增强性能.
- 使用消费后纤维为聚合物回收提供了一种可持续的方法.
研究的目的:
- 评估用棉花,合成聚和聚乙烯四甲酸盐后消费纤维增强的PP复合材料的热,表面,机械和三元学性能.
- 为了确定不同纤维含量 (10%,30%,40%重量) 的影响. 在复合性能上.
- 评估这些复合材料对于商业应用的适用性.
主要方法:
- 注塑成型用于生产基于PP的复合材料.
- 直接挤出与注射成型技术相结合,用于纤维结合.
- 进行了机械测试 (拉力,曲,冲击),表面分析 (粗度) 和三角学测试 (磨损,侵蚀性磨损).
- 用单步差异分析来预测商业适用性.
主要成果:
- 在PP-PCPESF中,重量为10%. 显示了最高的抗拉强度 (29 MPa).
- 增加的纤维含量导致由于微缺陷而导致的拉伸和曲应变减少,但增强了模量和强度.
- 在PP-PCCF中,重量为40%. 展示了最高的屈曲强度 (57 MPa) 和恒定 (2780 MPa).
- 较高的纤维负载增加了微缺陷,表面粗,磨料磨损和摩擦系数.
- 纯 PP 的磨损磨损率最低 (3.09 × 10-6 mm3/Nm),而 PP-PCCF 的磨损率最高为 40%. 显示了显著更高的侵蚀性磨损 (2-17倍).
结论:
- 用后消费纤维增强的聚烯复合材料提供了更好的机械强度.
- 增强强度和增加磨损/缺陷之间的权衡需要在特定应用中仔细考虑.
- 分析表明商业应用的潜力,取决于管理缺陷形成和磨损特征.
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