文摘

非生物降解的聚合物构成主要污染及其使用不容忽视,由于它们的属性。混合聚合物复合材料的研究增加了近年来由于改进的特征和自然生物降解。的影响不同的堆积序列含有菠萝/香蕉/玄武岩纤维研究在当前工作的前提下尽可能地降低合成纤维的使用性能。使用手上篮方法混合复合材料制造,机械和形态特征进行评估。结果表明,改进的几个属性保持菠萝层在皮肤层。矩阵和纤维之间的粘附过程中发挥了关键作用确定复合材料制造的属性。形态学的研究已经得出结论,适当的矩阵和纤维之间的结合增强的几个属性。

1。介绍

如今,合成纤维被世界各地的天然纤维所取代,因为他们被用在许多领域。天然纤维有很多优势,如低成本、丰富的自然界中,生物降解(1]。他们可能从植物中提取矿物质或动物。天然纤维来源于植物是常用的应用程序(2]。天然纤维的特点获得依赖于纤维提取的地方。水晶的内容,如纤维素,无定形的内容,如半纤维素、木质素、果胶、依赖于植物生长的条件(3]。天然纤维的无定形的内容必须低,消除化学处理的必要性。天然纤维等多种形式的可用bi-woven垫或单纤维垫或单向垫。这些垫子可以结合不同的堆积序列,这通常被称为杂交(4]。Sekran et al。5)混合复合材料包含调查芦荟精华素和剑麻纤维。他们得出的结论是,混合复合材料导致改善机械特性。

桑杰,Yogesha6)开展他们的研究工作发现的层间剪切和冲击性能;/洋麻纤维/黄麻纤维与不同堆积序列由真空装袋的过程。他们得出的结论是,洋麻纤维/黄麻纤维的性能改进的e玻璃纤维保存在外部时结束。混合纤维含有黄麻、马尼拉麻和玻璃纤维制造使用一只手上篮方法描述Vijaya Ramnath et al。7]。结果,得出的结论是,通过将高强度纤维在中间,性能有所改善。混合复合材料包含香pangorei黄麻纤维,外层的玻璃纤维制造的手上篮方法(8]。实验结果表明,当黄麻纤维层和核心香pangorei在间歇层,性能改善与其他堆积序列。

在先前的研究中,詹姆斯et al。9]堆叠剑麻/甘蔗渣纤维在不同堆积序列和研究他们的机械和形态属性。结果的测试结果显示,在三层剑麻堆放有增加属性。从大量文献调查,还得出结论,当有合适的矩阵和纤维之间的结合有几个属性的增加。包含黄麻纤维复合材料的力学性能/大腹鞘纤维/玻璃纤维织物制造的手上篮的方法描述了Ganesh et al。10]。最后,他们得出的结论是,包含大腹鞘改善了性能的复合材料。剑麻和芦荟复合材料的机械特性研究了塞卡让et al。5]。实验结果表明混合复合材料有更好的性能。

从一个广泛的文献调查,发现没有实验工作在混合复合材料含有玄武岩,竹子和菠萝纤维。目前的工作处理制造和表征的竹子和菠萝纤维在不同堆积序列,而玄武岩纤维在外层的复合材料。机械,可燃性和复合材料制造的形态特征进行了分析。

2。材料和方法

树脂和固化剂选择、加工的纤维,复合材料制造和表征技术将在以下部分中讨论。

2.1。材料

环氧树脂的年级LY556被选为矩阵的形成与纤维的粘结剂。HY951硬化剂选择。都是混合比10:1(树脂:固化剂)促进聚合过程。目前,一个专门设计的机器存在的提取香蕉纤维。它由水平梁附加有一辆马车。也一个特别设计的梳子。首先,纤维是由下巴夹放在一个平台。然后是干燥和清洁在200°C的温度三个小时。一旦完成这个过程,它发送给工业编织成所需的模式。菠萝纤维粉碎、清洗和刷用梳子将纤维。 Finally, the fibers were spun by using chakra. Lastly, it is sent to industries for weaving in a required pattern. Basalt fiber was kept in the outer layer of the composites. In all of the manufactured composites, the basalt fiber is kept at the outer layer. The properties of banana and pineapple fibers are shown in Table1。所有的纤维都从绿色复合材料,获得金奈。

2.2。复合材料制造

复合材料包含堆积序列被手上篮制造过程。在目前的工作,五层外层纤维和玄武岩纤维的目的。其他两层被堆满了香蕉和菠萝纤维根据所需的序列列在下表中2。不同层的纤维生产用环氧树脂和固化剂的比率10:1。外缘满是玄武岩纤维提供一个更好的负荷能力。叠层顺序执行是非常类似于桑杰et al。11忽视了叠层顺序。当负载所需的叠层顺序完成的25公斤是应用在表面和治愈在室温下一天,如图1。

2.3。生产复合材料的表征

生产复合材料的抗拉强度进行了分析根据ASTM D638-14。的应变速率拉伸测试是0.5毫米/分钟使用万能试验机(生产商:羊皮帽,浦那100 KN)的能力。制造复合材料的抗弯强度是评价使用三点弯曲试验根据ASTM D790-10 2毫米/分钟的速度位移。进行了三点弯曲试验与辊30毫米大小的支持。生产复合材料的冲击强度估计根据ASTM D256-10使用电脑冲击试验机。影响测试的样品尺寸是55×55毫米。生产复合材料的硬度测量根据ASTM D2250-15使用岸上D硬度。复合材料的可燃性测试根据ASTM D635进行。拉伸试样的断裂试样切成10×10毫米研究其特点。样本gold-sputtered使其导电。 All the tests were carried out thrice, and the average value was noted.

3所示。结果和讨论

指定的复合叠加序列的手上篮技术制造。机械和形态特征在以下部分中讨论。

3.1。抗拉强度

任何纤维的抗拉强度取决于纤维的强度等特征的取向纤维放置和纤维的顺序安排。在测试中失败取决于裂缝发展表面上在测试期间(12]。图2显示了制造复合材料的抗拉强度。c - 4复合材料的抗拉强度是c - 2复合的1.16倍,1.28倍的颈- 3复合,和1.37倍的颈- 1复合。复合材料的抗拉强度c - 4为282.8 MPa。当高强度纤维保持皮肤层,他们导致更好的抗拉强度特征。类似的结果报道Jawaid et al。12]的油棕果纤维和黄麻纤维在抗拉强度增加时,高强度黄麻纤维保存在外层。

纤维的抗拉强度取决于纤维的纤维素含量(13]。当纤维素的含量高,抗拉强度增加。在当前的研究中,菠萝纤维纤维素含量更高,这是一个原因改善抗拉强度特征。这将导致更大的聚合度矩阵和抵抗张力。类似的增加抗拉强度特征也报道了伊斯兰教等。14]在洋麻纤维/聚合物复合材料的纤维中纤维素含量较高,洋麻纤维增强导致抗拉强度特征。

纤维和基体之间的更好的结合也起到了至关重要的作用在决定抗拉强度特征。Jawaid et al。12)也报告说,有一个增加抗拉强度时适当的矩阵和纤维之间的结合。在c - 4复合材料的情况下,将会有一个合适的基质和纤维之间的结合,如图3(一个)。

3.2。抗弯强度

执行的弯曲测试通常是研究复合材料的刚度。弯曲测试,拉伸力作用在底部,而顶部层压缩和剪切在中间部分,从而导致更高的价值相比,拉伸测试。在弯曲的情况下测试,大部分压力是由外层。适当的纤维和基体之间的结合也导致增加挠曲强度(15]。制造复合材料的弯曲强度如图4。c - 4复合材料的抗弯强度更其次是颈、c - 2、颈- 1复合材料。c - 4复合材料的弯曲性能的提高是由于纤维和基质之间的附着力好。弯曲测试期间,外层经历拉伸应力,而内层经历压应力。高强度纤维在皮肤层的存在导致更多的挠曲强度值。观察到的结果也会与Nampoothiri等建议的结果。16]。香蕉纤维水分含量较高的存在导致更少的颈- 1复合材料的抗弯强度值。水分的存在使得纤维之间的结合较弱,使得分层容易导致可怜的挠曲强度值,如图3 (b)。Jawaid et al。17)还得出结论,将高强度纤维在皮肤层增加了挠曲强度相当。

3.3。冲击强度

任何组合的影响性质取决于骨折的能量吸收。悬臂梁式冲击试验是用来测量能量吸收特性。能量吸收复合取决于纤维的化学成分等因素之间的接口矩阵和纤维,堆叠的顺序和条件的测试(18]。纯纤维具有较好的吸能特性的叠层顺序是由各个方向相同的纤维(19]。吸收的能量制造复合如图5。图5表明,c - 2复合材料具有更高的能量吸收特征分解。获得的结果非常相似,井斜等报道。20.),纯菠萝纤维改善了能量吸收特性。在颈- 1复合的情况下,能量吸收更使得有必要堆栈纤维。Jothibasu et al。18)还指出,纤维可以提高能量吸收能力。用更少的组合。当香蕉和菠萝纤维杂化纤维,有能量吸收性能的改善。在最近的研究中,复合c - 4制造适合能量吸收特性是由于增加的菠萝复合纤维。从先前的文献调查,可以得出结论,也依赖于生产过程的影响,从纤维提取。

3.4。海岸D硬度

这个词被定义为表面压痕硬度抵抗。图6显示了海岸D制造复合材料的硬度。在当前的研究中,颈- 1复合有一个更高层次的海岸D硬度。岸边D硬度的颈- 1复合更多是由于存在硬香蕉纤维的核心和外层防止缩进阻力。类似的结果也被报道Bharath et al。21]。

3.5。可燃性测试

复合材料的可燃性取决于纤维的化学本质及其属性。纤维分解发生在接触到高温。生产复合材料的可燃性测试值在图所示7。选中的纤维都有微薄的纤维素含量的差异。图6表明,c - 2复合材料更耐易燃。更多水分的存在的主要原因是增加可燃性属性。可燃性的顺序特征是c - 2, c - 4,颈颈- 1复合材料。制造复合材料,复合颈- 1抗自燃是由于存在更多的水分含量的复合材料(22,23]。

3.6。形态特征

图3(一个)显示了c - 4复合材料的扫描电镜图像。有一个更好的矩阵和纤维之间的结合提高了抗拉特性。这个属性导致了c - 4复合其他制造复合材料中最好的一个。图3 (b)显示了颈- 1复合材料的扫描电镜图像。增加一个类似的强度由于矩阵之间的更好的结合和纤维也报道了Ramnath et al。7]。非晶含量少的存在c - 4复合材料的情况下导致更好的成键特征。香蕉纤维显示更多的退出和脱胶与菠萝纤维相比。由于脱胶和退出纤维减少几个属性。减少属性也将更多的无定形的内容也减少了纤维的成键性质导致性能下降。由于脱胶,裂缝和孔隙表面上可以看到。维贾伊和Singaravelu8)也报告说,有一个属性时减少贫穷的矩阵和纤维之间的结合。因此,形态特征的输出获得与实验结果匹配。

4所示。结论

混合复合材料含有玄武岩/菠萝香蕉被手上篮技术制造。分析了复合材料制造机械和形态特征。(我)菠萝纤维时放置在皮肤层和香蕉纤维的芯层有拉伸和弯曲特性的增加是由于高强度在皮肤层的存在。拉伸和弯曲特性的下降是由于不适当的矩阵和纤维之间的附着力。(2)冲击强度是菠萝纤维时保持半岛三层。香蕉纤维时保存在三层,有一个减少冲击强度值使杂交必不可少的香蕉纤维。(3)岸上的值D硬度更当香蕉纤维在三层钢筋。严厉的香蕉纤维的存在抵制缩进。(iv)可燃性特征时少三层香蕉纤维杂化。更多数量的水分的存在反对增加可燃性的特点。(v)扫描电镜研究表明,当有一个适当的矩阵和纤维之间的结合,有一个增强的属性。当有纤维脱胶和退出纤维,有减少属性从获得的实验结果是显而易见的。(vi)这项工作可以扩展通过不同的治疗和化学治疗纤维堆积在不同序列和学习他们的最终属性。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果都包含在这篇文章。要进一步的数据或信息,这些都可以从相应的作者。

信息披露

包括所有数据用于支持这些发现。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者欣赏技术援助来完成这个实验工作教员的制造、技术研究所、Hawassa大学,埃塞俄比亚。作者还要感谢k . Ramakrishnan工程学院Tiruchirappalli,支持编写草案,校对和技术援助。