Araştırma özeti · KF-ARS-192
Kenevir kumaşlı kompozitte biyobazlı epoksi: iki biyoreçine ile standart epoksinin karşılaştırması
Kenevir lifli kompozitler otomotivde çoğunlukla iç paneller gibi taşıyıcı olmayan parçalarda kullanılıyor. Bu çalışma, kenevir kumaşını bitki kökenli bileşen içeren epoksi reçinelerle birleştirip standart epoksiye göre ne kadar dayanım kaybedildiğini çekme ve eğilme testleriyle ölçtü.
Tek cümlede bulgu
- Kenevir kumaşları, biyo içeriği %55 (Greenpoxy 55) ve %37 (Super Sap 100) olan iki epoksiyle ve standart SP 110 epoksiyle birleştirildi.
- Çekme dayanımı 39,8-53,9 MPa, eğilme dayanımı 79,6-113,0 MPa arasında ölçüldü; en yüksek değerler standart epoksiden geldi.
- Greenpoxy 55 ile standart epoksi benzer davrandı; Super Sap 100'ün dayanımı yaklaşık %20 düşük çıktı.
- Biyobazlı reçinelerin yüksek viskozitesi vakum infüzyonu zorlaştırdı.
Araştırma sorusu
Kenevir kumaşı ile üretilen kompozitlerde biyobazlı epoksi reçineler standart epoksinin yerini alabilir mi; mekanik özelliklerde ne kadar kayıp oluyor?
Yöntem
Vicente Colomer-Romero, Dante Rogiest, Juan Antonio García-Manrique ve Jose Enrique Crespo (València Politeknik Üniversitesi) 320 ve 470 g/m² gramajlı iki kenevir dokuma kumaşını üç reçineyle birleştirdi: Greenpoxy 55 (%55 biyo içerik), Super Sap 100 (%37 biyo içerik) ve karşılaştırma için standart SP 110 epoksi. Levhalar vakum infüzyonla üretildi; 470 g/m² kumaşta 3, 320 g/m² kumaşta 5 kat kullanıldı. Çekme testleri ASTM D3039, üç nokta eğilme testleri ISO 14125'e göre yapıldı; kırılma yüzeyleri elektron mikroskobuyla incelendi. Çalışma İspanya Hükümeti tarafından desteklendi (PID2019-108807RB-I00).
Bulgular
Çekme dayanımı Super Sap 100 ile 39,8 ve 47,9 MPa, standart epoksiyle 49,2 ve 53,9 MPa, Greenpoxy 55 ile 49,7 ve 48,2 MPa ölçüldü. Eğilme dayanımı sırasıyla 79,6-79,7, 100,8-113,0 ve 92,7-100,3 MPa çıktı. Yazarlara göre Greenpoxy 55 ve standart epoksiyle yapılan levhalar benzer davrandı; Super Sap 100'de çekme ve eğilme dayanımı yaklaşık %20 düşüktü. Standart epoksi her durumda daha iyi sonuç verdi, ancak yazarlar biyoreçinelerin bazı uygulamalarda onun yerini alabileceğini yazdı. Elektron mikroskobu görüntüleri, lif ile biyobazlı reçineler arasındaki bağın standart epoksiye göre daha zayıf olduğunu gösterdi. Biyobazlı reçinelerin yüksek viskozitesi (yaklaşık 0,6 Pa·s) infüzyonu zorlaştırdı; bu sorun Greenpoxy 55'te Super Sap 100'e göre çok daha azdı.
Sınırlılıklar
Lif hacim oranı levhalar arasında %35-45 arasında değişti; bu da reçinelerin karşılaştırmasını etkiliyor. Kenevir liflerine yüzey işlemi uygulanmadı; yazarlar uygun ön işlemle özelliklerin iyileşebileceğini belirtiyor. Yalnızca çekme ve eğilme testleri yapıldı; basma, katlar arası ve düzlem içi kayma testleri ileriki çalışmaya bırakıldı. Uzun süreli dayanıklılık ve nem etkisi ölçülmedi. Yazarların örnek verdiği kullanım alanları (küçük rüzgâr kanatları, araç gövdeleri) bu çalışmada test edilmedi.
| Reçine ve kumaş | Çekme dayanımı | Eğilme dayanımı | Lif hacim oranı (%) |
|---|---|---|---|
| Super Sap 100 — 470 g/m² | 39,82 | 79,60 | 36,56 |
| Super Sap 100 — 320 g/m² | 47,90 | 79,72 | 37,59 |
| SP 110 (standart) — 470 g/m² | 49,18 | 100,82 | 43,35 |
| SP 110 (standart) — 320 g/m² | 53,92 | 113,00 | 44,23 |
| Greenpoxy 55 — 470 g/m² | 49,68 | 92,72 | 35,06 |
| Greenpoxy 55 — 320 g/m² | 48,22 | 100,26 | 44,86 |
Bu çalışmayı alıntıla
Colomer-Romero, V., Rogiest, D., García-Manrique, J. A., Crespo, J. E. (2020). Comparison of Mechanical Properties of Hemp-Fibre Biocomposites Fabricated with Biobased and Regular Epoxy Resins.
Materials 13(24): 5720. doi:10.3390/ma13245720
Sık sorulan sorular
Kenevir lifli kompozitte biyobazlı reçine kullanılabilir mi?
Bu çalışmada %55 biyo içerikli Greenpoxy 55 ile yapılan kenevir kompozitler standart epoksiye yakın sonuç verdi; %37 biyo içerikli Super Sap 100'ün dayanımı yaklaşık %20 düşük çıktı.
Biyobazlı epoksiyle üretim neden zor?
Bu çalışmada biyobazlı reçinelerin viskozitesi yüksekti (yaklaşık 0,6 Pa·s); reçineler ısıtılarak inceltildi, bu da kullanım süresini kısalttı.
Bu çalışmaya atıf yapan sayfalar
Aşağıdaki sayfalar bu araştırmaya atıf yapıyor.