مقاله فرآیند هیبریداسیون در کامپوزیت ها
مقدمه
از جمله عیوبی که درهنگام استفاده از رزین های ترموست به عنوان ماتریس در ساخت قطعات کامپوزیتی وجود دارد می توان به تردی(Brittleness) ، سیکل پخت طولانی (Cure cycle) و عدم امکان بازیافت ضایعات و قطعات ضایعاتی اشاره کرد.
به منظور رفع این محدودیت ها، بهبود خواص مکانیکی و کاهش مشکلات موجود در فرآیند ساخت قطعات کامپوزیتی، مطالعه بر روی رزین های ترموپلاستیک از سال ۱۹۸۰ بسیار مورد توجه قرار گرفته است(الیاف هیبریدی و انواع آن). از طرفی ویسکوزیته بالای رزین های ترموپلاستیک (۵۰۰ تا ۵۰۰۰ پاسکال ثانیه) خود به بروز مشکلاتی در فرآیند ساخت منجر میگردد.
برای خواندن ادامه مقاله الیاف هیبریدی و انواع آن اینجا کلیک کنید و بخوانید.
منظور از فرآیند هیبریداسیون در کامپوزیت ها چیست؟
منظور از فرآیند هیبریداسیون در کامپوزیت ها، فرآیند مخلوط سازی الیاف ترموپلاستیک و الیاف تقویت کننده و تولید نخ هیبریدی میباشد. فرآیند هیبریداسبیون در خواص نهایی قطعه کامپوزیتی تولید شده موثر است.
فرآیند هیبریداسیون برای تولید نخ کومینگل هیبریدی به کمک روش جت هوا انجام میشود. الیاف تقویت کننده و الیاف ترموپلاستیک وارد محفظه ای شده و با عبور جت هوا از درون محفظه، الیاف با یکدیگر مخلوط شده و درهم آمیخته میگردند. شکل شماره 1 و 2 نخ هیبریدی تولید شده از الیاف کربن و پلی اتراترکتون را نشان میدهد.
شکل شماره 1: هیبریداسیون الیاف ها به کمک جت هوا
شکل 2 : هیبریداسیون الیاف های PEEK و کربن به کمک جت هوا
تولید نخ کومینگل با دستگاه مخصوص
روش های دیگری نیز برای هیبرید کردن الیاف وجود دارد. یکی از روش ها شکل شماره 3، نخ های کومینگل تولید شده با دستگاه مخصوص تولید نخ کومینگل را نشان میدهد. همانطور که اشاره شد، متغیرهای تکنیک های هیبریداسیون بر خواص نهایی قطعات موثر است. در تحقیقی که در سال 2009 انجام شده است اثر پارامترهای کومینگل سازی در الیاف هیبریدی پلی پروپیلن و شیشه بررسی شده است.
هدف از این بررسی دستیابی به پارامترهایی است که منجر به یک مخلوط مناسب الیاف شیشه و پلی پروپیلن شود.
سه پارامتر انتخاب شده
· فشار هوا
· تغذیه اضافی (Overfeed)
· سرعت جمع آوری (Take up speed)
بعنوان متغیرهای تولید انتخاب شده و کیفیت نخ های تولید شده بررسی شده اند. در این تحقیق مشخص شد که اثر متقابل پارامترها به اندازه اثر خود پارامترها در کیفیت نخ تولید شده موثر بوده است. همچنین در این مقاله سه تکنیک مختلف برای تولید نخ هیبریدی مورد استفاده قرار گرفته است (Friction spinning, hollow spindle wrapping وcommingling ) که بهترین کیفیت نخ با تکنیک commingling حاصل شده است. شکل شماره 3 نوع نخ هیبریدی تولید شده با تکنیک های ذکر شده را نشان میدهد. شکل شماره 4 نیز نخ های هیبریدی تولید شده به کمک تکنیک های مختلف هیبریداسیون را نشان می دهد.
شکل 3:دستگاه کومینگلینگ جهت هیبریداسیون الیاف
شکل 4: نخ های هیبریدی تولید شده به کمک تکنیک های مختلف هیبریداسیون
در تحقیقی که در سال 2007 انجام شده است. روش جدیدی در ساخت نخ هیبریدی کومینگل شیشه-پلی پروپیلن ارائه شده است. در این روش از یک جت هوا با ساختار متفاوت نسبت به روش جت هوا جهت اختلاط الیاف شیشه و ترموپلاستیک استفاده شده است. این جت قادر است دو نخ را در فواصل نسبتا کوتاهی با یکدیگر درگیر کند. در این روش جت هوای فشرده با زاویه عمود بر دو نخ در حال حرکت دمیده میشود.
در این روش همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است. نخ ریسی بطور همزمان توسط 2 نخ ریس مجزا ریسیده شده و الیاف شیشه پس از آهار خوردن در کنار الیاف پلی پروپیلن قرار میگیرند.
شکل 5: نخ ریسی بطور همزمان توسط 2 نخ ریس مجزا الیاف شیشه و پلی پروپیلن
پس از عبور از جت کومینگل به یک نخ هیبریدی تبدیل می شود. در این تحقیق خواص نخ تولید شده به روش های Online Commingling و نخ هیبریدی تولید شده به روش Air jet texturising و همچنین خواص قطعات کامپوزیتی ساخته شده با هریک از این نخ ها مقایسه شده است.
نتایج این تحقیق به شرح ذیل میباشد:
1- میزان شکست الیاف شیشه در حین فرآیند تولید نخ هیبریدی در روش Commingling بسیار کمتر از روش Air jet texturising میباشد.
2- توزیع الیاف شیشه در قطعه نهایی تولید شده در قطعاتی که از نخ ساخته شده با روش Commingling تولید شده اند یکنواخت تر و همگن تر میباشد.(شکل 6)
3-استحکام کششی نخ و همچنین استحکام نهایی قطعه تولید شده در روش اول بالاتر از نخ های تولید شده به روش جت هوا می باشد.
شکل 6:توزیع الیاف GF/PP ساخته شده به روش های کومینگلینگ(سمت راست) و جت هوا(سمت چپ)
همچنین در رابطه با الیاف هیبریدی می توانید مقاله روش های تولید قطعات کامپوزیتی از الیاف هیبریدی را از اینجا و مقاله جنس نخ های هیبریدی و مزایای آنها را از اینجا مطالعه نمائید.
به این مقاله امتیاز بده
[ratings]
مقاله قبلی سایت تخصصم اینه را می توانید اینجا بخوانید
همچنین شما دوست عزیز و متخصص نیز می توانید مقالات خود را با اسم خودتون (شرکت، اشخاص و مخترعان) به همراه تبلیغ تخصص، محصولات و خدمات خود در آخر آن در سایت تخصصم اینه به رایگان منتشر نمایید. البته به شرطی که مقاله کپی از سایت های دیگر و حتی خودتون نباشد. مقالات تا همیشه در سایت خواهند ماند.
اینجا کلیک کنید تا شرایط نوشتن و فرستادن مقاله را مشاهده نمایید.
برای تبلیغ خدمات و محصولات تخفیفدار خود در صفحه اول سایت با حداقل هزینه(15000 تومان با لینک فالو به سایت) اقدام نمایید(از اینجا بیشتر مطالعه کنید).
در فرم زیر نیز می توانید ایمیل خود را برای دریافت آخرین مقاله های سایت وارد نمایید.
