-
产品文章
-
TA仪器,助力复合材料研究
发布: 瑞科和利(北京)科技有限公司浏览次数:21纤维复合材料通常通过模塑或挤出方法形成部件,对热稳定性有一定要求,因此开发了短纤维增强复合材料来增强热稳定性。然而,由于缺乏对材料特性了解和数据支持,导致处理不当;在操作过程中产生的材料退化不仅增加了成本,而且降低了部件的质量。Kazi Md Masum Billah用短碳纤维(ABS/CF)和玻璃纤维(ABS/GF)填充的复合ABS和纯ABS和进行了研究和热力学表征,通过TA热分析仪器收集大量数据可用于在不降低材料性能的情况下加工,并在未来实现高质量的零件。还通过热重分析研究了其降解行为;通过差示扫描量热法(DSC)分析玻璃化转变温度(Tg)和比热来了解纯材料和复合材料的散热情况。虽然DSC测得的Tg没有显著差异,但动态力学分析表明,由于聚合物链迁移受阻,ABS/CF中的Tg升高。此外,ABS/CF和ABS/GF的机械刚度比纯ABS分别提高了272%和84%。热力学分析表明:ABS/CF在转变温度前后的变形行为,表明ABS/CF在高温下保持形状的热稳定性高,其次是ABS/GF和纯ABS。此研究结果可用于大型制粒机的建模和开发工艺参考。
研究内容
研究使用了三种不同的材料,纯ABS, 另外两种材料为短CF增强ABS(ABS/CF)和短GF增强ABS (ABS/GF),短CF和GF的长度在50-500μm范围内。
TA TGA 55
实验结果
采用热重分析(TGA)研究了纤维含量对ABS复合材料的影响。图2为三种材料的的TGA热像图。观察到两个主要的失重阶段。第一个阶段开始于300℃,在450℃左右结束,对应于ABS聚合物的结构分解。第二阶段开始于450°C左右,在550°C左右结束,这表明残留物的燃烧。Suzuki等人于1995年解释了ABS的两步降解,通过TGA和FTIR测量相结合得出结论,丁二烯在340℃开始降解,苯乙烯在350℃降解,单体丙烯腈在400℃开始降解。随着ABS中纤维含量的增加,降解或分解的步骤并没有改变,这就产生一个问题:在ABS基体中,短纤维对热稳定性的贡献是什么?在材料制造中,材料的热稳定性,结合形状保持和扩散,对于获得所需的打印物体分辨率非常重要。
图3. ABS与ABS基复合材料的 (a)温度扫描量热图(b)玻璃化转变温度比较
表1. 纯ABS和纤维增强ABS在80℃时的比热(Cp)值
随后研究人员又利用TA进行了热机械分析(TA TMA Q400)和动态热机械分析(TA DMA 850)并得出以下结论:
1)DMA表征表明,纤维填充ABS的散热、粘弹性和玻璃化转变等温度相关性能得到改善,ABS/CF的刚度值较高表明其具有较高的散热能力和高粘性,因此需要相对较高的加工温度。
2)TMA结果反映了平行和垂直于纤维方向的变形行为。挤压方向取向对CTE值有显著影响。在TMA热像图中,在玻璃化过渡区前后出现了两种不同的变形。在纯ABS的情况下,转变前的变形CTE值明显较小,而转变后的变形CTE值较大,这表明纤维降低CTE的必要性和重要性。
以上研究都是都过TA热分析仪器进行分析,通过一系列热力学表征了解复合材料的性能,优化复合材料参数。另外,TA仪器还包含流变、同步热、微量热等产品线,涵盖了广泛的应用领域,可实现行业领先的灵敏度和分辨率,以及Z佳的样品环境相互作用。而 One-Touch-Away 界面更直观方便,给予用户新体验,助力您的材料科学研究。
TA仪器
旋转流变仪
同步热分析仪
纳瓦级差示扫描量热仪
文章信息:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214860420306710?via%3Dihub
2024-03-14相关仪器 -
免责声明
①本网刊载上述内容,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任
②若本站内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们马上修改或删除。邮箱:hezou_yiqi
-
认证会员 第 2 年
瑞科和利(北京)科技有限公司
认证:工商信息已核实
- 产品分类
- 品牌分类
-
仪企号
瑞科和利(北京)科技有限公司
-
友情链接
-
手机版开启全新的世界m.yiqi.com/zt78110/