Abstrakt

Verbesserung der Bruchzähigkeit von Glas-/Epoxidverbundstoffen durch Verwendung von Gummipartikeln zusammen mit zirkoniumverstärkten Aluminiumoxid-Nanopartikeln (ZTA)

P Prabhu, Mekkonen Liben und Alamayehu Wakjira

Ziel der Forschung ist die Untersuchung der interlaminaren Bruchzähigkeit von Glasfaser-/Epoxid-Verbundstoffen, die aus ZTA-Nanopartikeln und Gummipartikeln bestehen. Der Nachteil der Zugabe von Gummipartikeln zu Polymerharzen ist im Allgemeinen die drastische Verringerung der Steifigkeit, obwohl die Zähigkeit entsprechend verändert werden könnte. Um die Bruchzähigkeit der Faserverbundstoffe zu erhöhen, ohne ihre Steifigkeit zu beeinträchtigen, wurden die ZTA-Nanopartikel zusammen mit den Gummipartikeln in die Epoxidmatrix eingebracht, um einen hybriden Nanoverbundstoff zu bilden. Versuchsergebnisse aus Zugversuchen an massivem Epoxid bestätigen die Annahme, dass die Verringerung der Epoxid-Steifigkeit aufgrund der Anwesenheit von Gummipartikeln durch die ZTA-Nanopartikel wirksam kompensiert werden kann. Darüber hinaus zeigten die an den Doppelbalkenproben durchgeführten Bruchversuche, dass die Einbeziehung von ZTA-Nanopartikeln zusammen mit den CSR-Partikeln die Bruchzähigkeit der Glas-/Epoxid-Verbundstoffe um bis zu 82 % deutlich erhöhen kann. Wenn die Epoxidmatrizen hingegen mit CTBN-Gummipartikeln und ZTA-Nanopartikeln modifiziert wurden, betrug die Verbesserung der interlaminaren Bruchzähigkeit etwa 48 %. Es ist anzumerken, dass die Rolle der ZTA-Nanopartikel auf die Bruchzähigkeit von Faserverbundwerkstoffen mit gummimodifizierter Epoxidmatrix unterschiedlich ist. Im Gegensatz dazu können die ZTA-Nanopartikel bei der CTBN-modifizierten Epoxidmatrix gleichzeitig die Bruchzähigkeit von Verbundwerkstoffen verbessern