Czasopismo | PRZEMYSŁ CHEMICZNY | Rocznik 2016 - zeszyt 5

Hybrid composite materials of a polymer matrix reinforced with fibers. Mechanical and ballistic properties Hybrydowe materiały kompozytowe o osnowie polimerowej wzmacniane włóknami. Właściwości mechaniczne i balistyczne

10.15199/62.2016.5.25

nr katalogowy: 98509
10.15199/62.2016.5.25

Hybrid polymer-matrix composites were made by vacuum resin transfer molding of an epoxy resin and glass/carbon and glass/aramide reinforcement fabrics. The composites were studied for mech. strength at variable temp. from -40°C to 50°C, and ballistic resistance by the fragment std. projectile (1.1 g). The properties of the hybrid polymer composites were compared with the properties of the polymer composite plates made of only one type of reinforcement (glass fiber fabric or carbon fabric). The hybrid composites may be used for ballistic purposes. Przedstawiono wyniki badań hybrydowych kompozytów polimerowych wykonanych metodą VARTM (vacuum-assised resin transfer molding) na bazie żywicy epoksydowej ze wzmocnieniem w układzie tkanin: szklana-węglowa i szklana-aramidowa. Materiał poddano badaniom wytrzymałościowym w zmiennych temp.: -40, 20 i 50°C oraz badaniom odporności balistycznej, V50, standardowym odłamkiem o masie 1,1 g. Właściwości hybrydowych kompozytów polimerowych porównano z właściwościami polimerowych płyt kompozytowych z jednym rodzajem wzmocnienia: tkaniną szklaną lub tkaniną węglową. Zwiększające się wymagania stawiane konstrukcjom wymuszają m.in. stosowanie nowych materiałów. Do grupy takich materiałów można zaliczyć kompozyty o osnowie polimerowej wzmacniane włóknami, których właściwości można zmieniać w zależności od funkcji, jakie mają spełniać wykonane z nich elementy. Kombinacja małej masy z bardzo dobrymi właściwościami mechanicznymi spowodowała, że kompozyty polimerowe zbrojone włóknami znalazły zastosowanie w wymagających aplikacjach konstrukcyjnych, takich jak lotnictwo cywilne, przemysł motoryzacyjny i przemysł zbrojeniowy. Nowoczesne kompozyty polimerowe wzmocnione włóknami szklanymi, węglowymi lub aramidowymi pozwalają na zmniejszenie masy pojazdów opancerzonych poprzez zastąpienie stopów metali równie wytrzymałymi i zarazem lżejszymi kompozytami. Kompozyty łączą wytrzymałość i sztywność włóki[...]

Bibliografia

[1] C. Marston, B. Gabbitas, J. Adams, The effect of fibre sizing on fibres and bundle strength in hybrid glass carbon fibre composites, School of Engineering Systems Design, South Bank University, London SE1 OAA, UK.
[2] V. Gantovnik, Design and optimization of laminated composite materials, Clemson University, November 2006.
[3] M. Gmitrzuk, Z. Smoczyńsk, Przem. Chem. 2014, 93, nr 2, 246.
[4] M. Szudrowicz i in., Opracowanie technologii wytwarzania kompozytu wielowarstwowego na bazie włókien wysokowytrzymałych, Sprawozdanie WITPiS nr 87 ZE 2008 etap I z realizacji projektu Departamentu Nauki i Szkolnictwa Wojskowego MON.
[5] P.J. Hogg, Composites for ballistic applications. Composites processing, Department of Materials Queen Mary, University of London, 2003.
[6] A.A. Fahmy, Deformation, strength, and failure modes of laminated conventional and hybrid polymer-matrix composites loaded in the thickness direction, Materials Science and Engineering Department, North Carolina State University, 1994.
[7] T.W. Clyne, Mechanics of composite materials, University of Cambridge, 1996.
[8] P.E. McMahon, L. Ying, Effects of fibre/matrix interactions on the properties of graphite/epoxy composites, NASA Contractor Report 3607, 1982.
[9] Composite materials handbook, t. 3 Polymer matrix composites, MILHDBK- 17, 2003.
[10] M. Gmitrzuk, Z. Smoczyński, Przem. Chem. 2014, 93, nr 2, 251.
[11] K. Silva Kumar, T. Balakrishna Bhat, Key Eng. Materials 1998, 141-143, 337.
[12] J. López-Puente, D. Varas, J.A. Loya, R. Zaera, Composites, Part A 2009, 40 1223.
[13] S.R. Reid, G. Zhou, Impact behavior of fibre-reinforced composite materials and structures, Woodhead Publishing Limited, 2000.
[14] K. Imielińska, Degradation and damage of advanced laminate polymer composites due to environment and effects at low velocity impact, Politechnika Gdańska, 2005.
[15] Alireza Sabet, Narges Fagih, Mohammad Hosain Beheshty, Int. J. Impact Eng. 2011, 38, 715.
[16] B.P. Patel, S.K. Bhola, M. Ganapathi, D.P. Makhecha, Def. Sci. J. 2004, 54, 2.
[17] D. Liu, J. Comp. Materials 2004, 38, 1425.
[18] J.E. Kirkwood, K.M. Kirkwood, Y.S. Lee, R.G. Egres, Jr, N.J. Wagner, E.D. Wetzel, Textile Res. J. 2004, 74, 939.
[10] Ch. Edwards, Influence of material selection and fabrication process repeatability on mechanical properties of glass-polymer matrix composite structures, Polymer and Fiber Science, Clemson University, May 2011.
[20] PN-V-87000:1999, Osłony balistyczne lekkie. Kamizelki kulo- i odłamkoodporne. Wymagania ogólne i badania.
[21] PN-V-87001:1999, Osłony balistyczne lekkie. Hełmy ochronne odłamkowo- i kuloodporne. Wymagania ogólne i badania.
[22] STANAG 2920, Ballistic test method for personal armour.
[23] PN-EN ISO 527-4, Tworzywa sztuczne. Oznaczanie właściwości mechanicznych przy statycznym rozciąganiu. Warunki badań kompozytów tworzywowych izotropowych i ortotropowych wzmocnionych włóknami.

Zeszyt


PRZEMYSŁ CHEMICZNY - e-zeszyt (pdf) 2016-5 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Open Access

Zeszyt

2016-5

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma