Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit trên nền nhựa polyamide 6 và sợi cacbon ngắn
107 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.88.2023.95-100Từ khóa:
Vật liệu composite; Nhựa polyamide 6; Sợi cacbon.Tóm tắt
Vật liệu compozit nền nhựa polyamide 6 (pa6) và sợi cacbon ngắn với tỷ lệ thành phần khối ượng khác nhau được nghiên cứu để đánh giá tính chất cơ lý. Nghiên cứu sử dụng nhựa polyamide 6 của hãng BASF và sợi cacbon Gungwei (Trung Quốc), sợi cacbon Toray (Nhật Bản) có kích thước ngắn, dưới 300 µm để chế tạo vật liệu composite. Độ bền kéo đứt, độ bền uốn, độ cứng và độ bền va đập được đo đạc để so sánh tính chất cơ học giữa các loại compozit nền nhựa PA6 và sợi cacbon ngắn của hai hãng khác nhau. Hình thái học liên kết giữa nhựa nền và sợi cacbon ngắn được đánh giá bằng phương pháp SEM. Kết quả cho thấy với hàm lượng sợi 30% vật liệu compozit nền nhựa PA6 gia cường bởi sợi cacbon ngắn của hãng Toray cho kết quả cơ lý cao nhất với giá trị độ bền kéo, độ bền uốn, độ cứng và độ bền va đập tương ứng 67.4 MPa, 104.3 MPa, 37.6 HRC và 67.1 J/m. Hình thái học xác định với hàm lượng sợi 30% nhựa PA6 hãng BASF trải đều trên bề mặt sợi cacbon Toray hơn so với sợi cacbon ngắn của hãng Gungwei.
Tài liệu tham khảo
[1]. Andrady, A.L. and M.A. Neal, "Applications and societal benefits of plastics", Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 364, 1526, p. 1977-1984, (2009). DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2008.0304
[2]. Mowafi, S., et al., "Structure and potential applications of polyamide 6/protein electro-spun nanofibrous mats in sorption of metal ions and dyes from industrial effluents", Journal of applied research and technology, 19, 4, p. 322-335, (2021). DOI: https://doi.org/10.22201/icat.24486736e.2021.19.4.1436
[3]. Kausar, A., "Advances in carbon fiber reinforced polyamide-based composite materials", Advances in materials science, 19, 4, p. 67-82, (2019). DOI: https://doi.org/10.2478/adms-2019-0023
[4]. Elazab Dr, H.A., "Bulletproof Vests/Shields Prepared from Composite Material Based on Strong Polyamide Fibers and Epoxy Resin", (2017).
[5]. Utracki, L.A., "Polyethylenes and their blends", in Polymer Blends Handbook. Springer. p. 1559-1732, (2014). DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-007-6064-6_21
[6]. Ninh, T.H., "Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme compozit trên cơ sở polyamit 6 (PA6), polypropylene (PP) và blend PA6/PP gia cường bằng nanoclay". Viện Hàn Lâm khoa học Việt Nam, (2008).
[7]. Ma, Y., et al., "A comparative study of the mechanical properties and failure behavior of carbon fiber/epoxy and carbon fiber/polyamide 6 unidirectional composites", Composite Structures, 160, p. 89-99, (2017). DOI: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2016.10.037
[8]. Wu, L.-T. and D.G. Blazer, "Illicit and nonmedical drug use among older adults: a review", Journal of aging and health, 23, 3, p. 481-504, (2011). DOI: https://doi.org/10.1177/0898264310386224
[9]. Arhant, M., et al., "Effect of sea water and humidity on the tensile and compressive properties of carbon-polyamide 6 laminates", Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 91, p. 250-261, (2016). DOI: https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2016.10.012
[10]. Dhiman, B., V. Guleria, and P. Sharma, "Applications and Future Trends of Carbon Fiber Reinforced Polymer Composites: A Review", International Research Journal of Engineering and Technology, 7, 10, p. 1-7, (2020).
[11]. Ahmad, H., et al. A review of carbon fiber materials in automotive industry. in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing. (2020). DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/971/3/032011
[12]. Thức, H.V., "Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến tính chất hóa lý của vật liệu polyme nanocompozit trên cơ sở nhựa polyamit 6, nhựa polycacbonat và ống cacbon nano đa tường". Viện Hàn lân khoa học và công nghệ Việt Nam, (2019).
[13]. https://markforged.com/materials/plastics/onyx
[14]. https://www.matterhackers.com/store/c/pro-series-filament/NylonX.
[15]. https://www.3dxtech.com/product/carbonx-pa6-cf/".
[16]. Ajinjeru, C., et al., "The influence of rheology on melt processing conditions of carbon fiber reinforced polyetherimide for big area additive manufacturing". Oak Ridge National Lab.(ORNL), Oak Ridge, TN (United States), (2017).
[17]. Ajinjeru, C., et al., "The influence of dynamic rheological properties on carbon fiber-reinforced polyetherimide for large-scale extrusion-based additive manufacturing", International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 99, 1-4, (2018). DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-018-2510-z
[18]. Pramoda, K., et al., "Thermal degradation behavior of polyamide 6/clay nanocomposites", Polymer degradation and Stability, 81, 1, p. 47-56, (2003). DOI: https://doi.org/10.1016/S0141-3910(03)00061-2
[19]. Tuna, B. and H. Benkreira, "Chain extension of recycled PA 6", Polymer Engineering & Science, 58, 7, p. 1037-1042, (2018). DOI: https://doi.org/10.1002/pen.24663
[20]. Rubel, R.I., et al., "Carbon nanotubes agglomeration in reinforced composites: A review", AIMS Materials Science, 6, 5, p. 756-780, (2019). DOI: https://doi.org/10.3934/matersci.2019.5.756
[21]. Tamayo-Vegas, S., et al., "The Effect of Agglomeration on the Electrical and Mechanical Properties of Polymer Matrix Nanocomposites Reinforced with Carbon Nanotubes", Polymers, 14, 9, p. 1842, , (2022). DOI: https://doi.org/10.3390/polym14091842
[22]. Karsli, N.G., A. Aytac, and V. Deniz, "Effects of initial fiber length and fiber length distribution on the properties of carbon-fiber-reinforced-polypropylene composites", Journal of Reinforced Plastics and Composites, 31, 15, p. 1053-1060, (2012). DOI: https://doi.org/10.1177/0731684412452678
[23]. Ozsoy, N., M. Ozsoy, and A. Mimaroglu, "Mechanical properties of chopped carbon fiber reinforced epoxy composites", Acta Physica Polonica A, 130, 1, p. 297-299, (2016). DOI: https://doi.org/10.12693/APhysPolA.130.297
