Introducere
Spuma de plastic este ușoară și are proprietăți excelente de izolare termică proprietăți de izolare termică și de absorbție a șocurilor, deoarece interiorul materialului conține numeroase goluri. Pe pe de altă parte, rezistența spumei din plastic este mai mică decât cea materialelor care nu sunt din spumă, deoarece volumul de plastic pe unitate volum este mai mic. Adăugarea de fibre sau alte materiale de ranforsare este o tehnică pentru obținerea unei rezistențe satisfăcătoare rezistență satisfăcătoare în materialele în care spuma este utilizată pentru a conferi greutate redusă și proprietăți de izolare termică. Deși fibrele de sticlă și fibrele de carbon sunt adesea folosite ca materiale de armare, cercetarea și dezvoltarea care utilizează nanofibre de celuloză (denumite în continuare "CNF") ca de înaltă performanță a progresat recent. Celuloza, constând în principal din substanțe precum celulele vegetale și bumbacul, este cel mai comun carbohidrați de pe Pământ și a fost folosită mult timp ca materie primă materie primă pentru hârtie și fibre de bumbac. Recent, CNF cu funcționalitate mai mare realizată prin defibrarea celulozei la la nivel nano a atras interesul. Ca material derivat din plante din plante, CNF are un impact redus asupra mediului și, de asemenea are o varietate de proprietăți dezirabile, inclusiv dilatare liniară scăzută, o proprietate de barieră la gaze și transparență. În comparație cu materialele feroase, CNF cântărește doar 1/5 din greutate, dar are o rezistență specifică ridicată rezistență specifică, fiind de 5 ori mai puternic decât oțelul și rezistență egală sau superioară celei a materialelor convenționale materiale convenționale poate fi realizată prin combinarea CNF cu materiale plastice și cauciuc. Prin urmare, CNF a atras interes ca un nou material după fibra de carbon. Acest articol prezintă un test de flexiune în 3 puncte folosind un dispozitiv de măsurare a deflecției și viteza de testare în în conformitate cu JIS K 7171, care este utilizat în general în evaluarea rezistenței materialelor plastice, și compară diferențele de rezistență la flexiune cu/fără CNF și cu/fără spumare.
Specimene
polietilenă de înaltă densitate (denumită în continuare HDPE). Probele de testare *1 au fost preparate prin adăugarea a 5 % CNF la HDPE ca material plastic matrice. Pentru a investiga diferențele în ceea ce privește starea internă, înainte de teste a fost efectuată observarea internă a epruvetelor cu un sistem CT cu raze X cu microfocalizare InspecXio SMX- 100CT. Fig. 1 prezintă imagini CT ale probelor, în care golurile apar ca zone negre. Nu există diferențe mari între plasticul ne-spumat fără CNF (①) și plasticul ne-spumat armat cu CNF ( ②). În cazul plasticului spumos, s-a constatat că în plasticul armat cu CNF (④) existau goluri mai fine, dispersate uniform, decât în plasticul fără CNF. Astfel, posibilitatea ca CNF să împiedice creșterea și coalescența golurilor este imaginabilă.
*1 Specimene furnizate de Kyoto Municipal Institute of Industrial Technology and Culture, o agenție administrativă locală încorporată.
Sistem de măsurare
Fig. 2 prezintă condițiile de testare, iar tabelul 1 prezintă condițiile de testare. După măsurarea flexibilității modulului de elasticitate, viteza de testare a fost modificată pentru a măsura eficient rezistența la flexiune. Pentru măsurarea precisă a deformării probelor, testul a fost efectuat cu ajutorul unui deflectometru în măsurătorile de deplasare.
Rezultatele testelor
Fig. 3 prezintă rezultatele testelor. Cu plasticele armate cu CNF (②, ④), a apărut o structură fragilă, după cum se poate observa de scăderea bruscă a forței de încercare după atingerea rezistenței maxime. Plasticele non-CNF ( ① , ③ ) au prezentat un comportament ductil, în care forța de încercare a scăzut treptat. Tabelul 2 rezumă rezultatele testelor pentru toate epruvetele. Modulul de elasticitate la flexiune a fost calculat din panta deformării flexurale de la 0,05 % la 0,25 %. Comparând valorile HDPE fără CNF (①, ③) și plasticul armat cu CNF ( ② , ④ ), plasticul armat cu CNF a prezentat valori mai mari atât pentru modulul modulul de elasticitate la flexiune și rezistența la flexiune. În plus, comparând coeficienții de variație ai rezistențelor la flexiune ale spumei din plastic HDPE (③) și spuma de plastic armată cu CNF (④), s-a constatat că variația plasticului armat cu CNF a fost mai mică.
Concluzie
-
A fost posibilă creșterea modulului de elasticitate la flexiune
elasticitate și rezistența la flexiune a plasticului prin adăugarea de CNF.
În plus față de îmbunătățirea acestor proprietăți, în cazul
spumei de plastic, s-a constatat, de asemenea, că modelarea stabilă a plasticului
stabilă a spumei, de exemplu, fără variații în dimensiunea golurilor
este posibilă prin adăugarea de CNF.
Deși sunt necesare diverse tipuri de evaluări pentru
aplicarea materialelor compozite CNF la membri,
evaluarea rezistenței este un element-cheie. În acest studiu, deformarea
deflecția probelor a putut fi măsurată cu
precizie ridicată, deoarece a fost utilizat un deflectometru.
Evaluarea precisă a proprietăților mecanice ale
materialelor care conțin CNF este posibilă prin utilizarea
sistemelor de măsurare Shimadzu.
English 
German 
Czech 
Slovak 
Bulgarian 
Romanian 