Характеристики композитов на конопляном волокне
Разделение пучков волокон конопли на отдельные волокна приведет к значительному увеличению межфазной площади между волокнами и матрицей. Что касается эффекта связующего агента, следует отметить, что связующий агент, по-видимому, не влияет на свойства чистого HDPE. Модуль Юнга и предел прочности на разрыв были улучшены как за счет базальтовых, так и конопляных волокон.
Также интересно отметить, что связующий агент позволил достичь гораздо более устойчивой однородной пластичности в образцах. Такое поведение можно приписать более легкому диспергированию волокон в процессах компаундирования и инжекции и, как следствие, предотвращению агломерации волокон каннабис, которая ответственна за усиление напряжений, вызывающее преждевременное разрушение композитов.
Адгезия базальтовых и конопляных волокон в композитах
Для базальтовых волокон очевидно, что одного лишь наличия проклейки недостаточно для обеспечения надежной межфазной адгезии, что подтверждается результатами теста на фрагментацию одного волокна. Ковалентная связь между ангидридной группой с гидроксильными группами волокон конопли и базальтовых волокон в сочетании с переплетением цепей между цепями MAPE и HDPE создает хорошую межфазную поверхность для передачи напряжения.
Это подтверждается и подтверждается наблюдениями SEM поверхностей излома испытанных на растяжение композитов, для композитов, армированных базальтовым волокном и волокном марихуаны, соответственно. Можно наблюдать более высокий уровень адгезии из-за добавления связующего агента.
Для необработанных композитов выдергивание волокна, а также зазоры между волокном и матрицей были обнаружены независимо от типа волокна, а на сломанных поверхностях обнаружено обширное расслоение волокна / матрицы, при этом волокна конопли практически не смачиваются матрицей.
Соотношение и равномерность покрытия матрицы
В частности, базальтовые волокна демонстрируют большую степень выдергивания по сравнению с растительными волокнами, что можно объяснить тем фактом, что большинство базальтовых волокон имеют меньшее удлинение и более высокую прочность на разрыв по сравнению с волокнами марихуаны.
Многие базальтовые волокна имеют соотношение сторон ниже критического. Напротив, композиты со связующим веществом показали волокна, равномерно покрытые матрицей, и меньшую длину отрыва, что свидетельствует об улучшенной межфазной адгезии, что подтверждается механическими свойствами
Предел прочности и модуль упругости получаемых композитов
Интересно изменение механических свойств с увеличением содержания базальтового волокна в гибридных композитах из конопли и базальтового волокна. Общее количество волокон в гибридных композитах поддерживалось на уровне 30 мас.%, А для целей сравнения механические свойства композитов, армированных включено только 30 мас.% базальтовых и конопляных волокон.
Результаты представлены только для совместимых систем из-за их лучших механических свойств. Улучшения прочности и модуля композитов, армированных волокнами конопли, были обнаружены при СЭМ-микрофотографии поверхностей излома при растяжении композитов из конопли / HDPE при различных увеличениях без (a-b) и (c-d) со связующим агентом.
Композитные конструкции
Влияние содержания базальтового волокна на предел прочности и модуль упругости гибридных композитов из каннабис / базальтового полиэтилена высокой плотности. базальтовые волокна благодаря лучшим механическим свойствам базальтовых волокон, что подтверждается другими исследованиями, основанными на включении стекловолокна в композиты из натуральных волокон марихуаны.
Также стоит отметить, что гибридные композиты проявляли механические свойства, аналогичные тем, которые были обнаружены для композитов, армированных только базальтовыми волокнами с таким же количеством волокон.
Что, вероятно, объясняется меньшим повреждением соответствующих волокон каннабис на этапах обработки, но в любом случае ниже по сравнению со свойствами компатибилизированных композитов, армированных базальтовым волокном, при содержании 40 мас.%, которые вместо этого демонстрируют наивысшую прочность и жесткость, несмотря на пониженное соотношение сторон.
Заключение
По результатам были обнаружены некоторые специфические свойства, в частности, немного более высокая прочность композитов с равным соотношением волокон конопли и базальтовых волокон по сравнению с гибридами с более высоким процентным содержанием базальтовых волокон.
Это может быть приписано более длинным базальтовым волокнам в результате синергетического взаимодействия во время компаундирования, в то время как более высокая степень выравнивания более длинных базальтовых волокон во время литья под давлением может быть причиной небольшого увеличения модуля упругости по сравнению с композицией из базальтовых волокон с 30 мас.%. Однако эти гипотезы, связанные со сложным взаимодействием волокон базальта и конопли, заслуживают более глубокого исследования.