用RCFRP增强的热塑复合材料的分解动力学和寿命估计
Juana Abenojar1,2, Gladis Miriam Aparicio3, José Antonio Butenegro1
1Materials Science and Engineering Department, Universidad Carlos III of Madrid, 28911 Leganés, Spain.
Materials (Basel, Switzerland)
|May 11, 2024
概括
回收碳纤维增强聚合物 (CFRP) 对循环经济至关重要. 这项研究通过热分解估计了CFRP的寿命,发现机械性质在5%的分解下丧失.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 碳纤维增强聚合物 (CFRP) 的需求日益增长,需要可持续的退役解决方案.
- 回收和再利用 (rCFRP) 对于在复合材料行业实施循环经济原则至关重要.
- 了解CFRP的热分解动力学是估计其使用寿命的关键.
研究的目的:
- 在机械加工后估计用废碳纤维 (CFRP) 加固的热塑性矩阵复合材料的使用寿命.
- 分析不同基于聚胺的CFRP配方的热分解行为.
- 为了比较Toop方程和自由动力学模型 (MFK) 对于寿命估计的有效性.
主要方法:
- 热重力测量分析 (TGA) 用于研究不同加热速率 (320°C/分钟) 的温度的函数的体重减轻.
- 质谱法被用来识别热分解过程中演变的气体.
- 应用了Toop方程和自由动力学模型 (MFK) 来估计材料寿命和分解能.
主要成果:
- 聚胺表现出高达400°C的热稳定性,在分解后观察到显著的气体演变.
- 在MFK模型中,分解能被确定为转化程度的函数.
- 鉴定出5%的分解值是关键机械性能丧失的点.
结论:
- 描述了聚胺及其CFRP复合材料的热分解行为.
- 寿命估计模型 (Toop方程,MFK) 为材料降解提供了宝贵的见解.
- 在5%的分解下,机械性质的损失突出了机械回收的CFRP的再利用的关键极限.
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