用于上循环目的的非规格碳预制剂的性能评估
Sanjeev Rao1, Dereck Bastienne1
1Department of Aerospace Engineering, Khalifa University of Science and Technology, Abu Dhabi P.O. Box 127788, United Arab Emirates.
Polymers
|June 27, 2024
概括
这项研究研究了航空航天废料碳纤维预制材料的回收利用. 使用动态机械分析 (DMA) 建模固化动力学和玻璃过渡温度,显示了更短的固化周期和高质量的层材料的潜力.
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
- 航空航天工程 航空航天工程
背景情况:
- 航空航天制造产生非规格的碳纤维预制材料,为材料回收利用提供了机会.
- 了解这些材料的固化特性对于有效的再加工和应用至关重要.
研究的目的:
- 调查非规格碳纤维预制材料的固化特性,以潜在的回收利用.
- 模拟化动力学和玻璃过渡温度 (Tg),以优化加工.
- 评估上循环复合板材的机械性能和质量.
主要方法:
- 动态机械分析 (DMA) 用于检查固化行为,并根据ASTM D7028.8确定玻璃过渡温度 (Tg).
- 治愈动力学是通过与完全治愈的材料在异热实验中的储存模量 (E') 进行比较来建模的.
- 使用DiBenedetto模型来预测Tg的演变和反应的程度.
- 根据行业标准评估了硬化层材的机械性能,固化的程度和孔隙性.
主要成果:
- 在100°C和140°C之间的温度下,最大转换率达到约80% (±5%).
- 迪贝内德托模型准确地预测了Tg演变 (94%匹配) 和治愈程度 (97%预测与95.4%实验).
- 上循环层材显示拉伸强度 (13%) 和模量 (15%) 略有下降,但可接受的孔径度 (2.4%).
结论:
- 使用DMA和DiBenedetto模型,可以有效地模拟非规格碳纤维预制材料的固化特性.
- 基于这些模型的优化,多阶段的固化周期可以减少加工时间,同时产生高质量的层材料.
- 航空航天废料预制材料的再循环是一种可行的方法,为各种应用提供一种可持续的替代方案,具有可接受的机械性能.
