Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Influence of graphene and expanded graphite on properties of one-component fiber-reinforced epoxy resin

Klaudia Zamkowska

Abstract

The aim of this work was to develop method of introduction of fillers, such as graphene and expanded graphite to one-component epoxy resin A.S.SET. Samples for investigations were obtained from fiber-reinforced epoxy laminates. The dispersion of nanofillers in a powder resin is difficult. Therefore, it was necessary to use an acetone as a solvent – during the fabrication of samples with graphene. It was assumed that the acetone will evaporate from composites. Various dispersion methods were applied including ultrasonification and mechanical mixing. The samples microstructure were studied using Scanning Electron Microscopy SEM. The chemical structure of composites was analyzed by Fourier Transform Infrared Spectroscopy FT-IR. Differential Scanning Calorimetry DSC results revealed melting temperature of composites. The obtained results show that dispersion of graphene was not uniform and acetone remained in the samples. Samples with expanded graphite were in two forms: powder and fiber-reinforced epoxy laminates made by hot pressing. DSC and Dynamic Mechanical Analysis DMA revealed melting temperatures. Rheological tests show that epoxy resin A.S.SET loaded with higher expanded graphite content had lower gel point. The samples were also characterized in term of electrical and thermal properties. By adding expanded graphite into the fiber-reinforced epoxy resin electrical conductivity was increased. But expanded graphite has no major impact on thermal diffusivity. Scanning Electron Microscopy SEM confirmed obtained results.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Klaudia Zamkowska (FMSE) Klaudia Zamkowska,, Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Title in Polish
Wpływ grafenu i grafitu ekspandowanego na właściwości jednoskładnikowej żywicy epoksydowej wzmacnianej włóknami
Supervisor
Anna Boczkowska (FMSE/DSMP) Anna Boczkowska,, Division of Ceramic Materials and Polymers (FMSE/DSMP)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Certifying unit
Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Affiliation unit
Division of Ceramic Materials and Polymers (FMSE/DSMP)
Study subject / specialization
, Inżynieria Materiałowa
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
09-02-2016
Issue date (year)
2016
Internal identifier
IM-D.002038
Reviewers
Joanna Ryszkowska (FMSE/DSMP) Joanna Ryszkowska,, Division of Ceramic Materials and Polymers (FMSE/DSMP)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE) Anna Boczkowska (FMSE/DSMP) Anna Boczkowska,, Division of Ceramic Materials and Polymers (FMSE/DSMP)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Keywords in Polish
kompozyty, jednoskładnikowa żywica epoksydowa A.S.SET, grafen, grafit ekspandowany, włókna szklane, włókna węglowe
Keywords in English
composites, one-component epoxy resin A.S.SET, graphene, expanded graphite, glass fibers, carbon fibers
Abstract in Polish
Celem pracy było opracowanie metody wprowadzenia napełniaczy - grafenu i grafitu ekspandowanego do jednoskładnikowej żywicy epoksydowej A.S.SET w postaci proszku. Wykonano kompozyty o różnej zawartości napełniaczy, wzmacniane włóknami szklanymi i węglowymi, oraz przygotowano z nich próbki do badań. Ze względu na utrudnioną dyspersję nanonapełniaczy w proszkowej żywicy, do próbek z grafenem użyto acetonu. Założono, że rozpuszczalnik w całości wyparuje z próbek. Aceton z grafenem poddano homogenizacji ultradźwiękowej. Po dodaniu żywicy całość mieszano mechanicznie. Skuteczność wykonania próbek oceniono na podstawie obserwacji mikroskopowych, analizy spektroskopowej w podczerwieni FT-IR, oraz temperatury zeszklenia wyznaczonej różnicową kalorymetrią skaningową DSC. Badania pokazały, że grafen nie uległ dyspersji, a aceton nie wyparował z próbek. W zależności od wykonywanego badania próbki z grafitem ekspandowanym były mieszanką proszków żywicy z grafitem, bądź zostały wycięte z kompozytów wytworzonych metodą prasowania. Temperatury zeszklenia próbek wyznaczono metodą DSC, oraz metodą dynamicznej analizy mechanicznej DMA. Ponadto zbadano właściwości reologiczne żywicy z napełniaczem. Wykazano, że wraz ze wzrostem ilości napełniacza, maleje próg żelowania. Zbadano również przewodność elektryczną wzdłuż i w poprzek do kierunku ułożenia włókien, oraz dyfuzyjność cieplną kompozytów. Wraz ze wzrostem masowej zawartości grafitu ekspandowanego, przewodność elektryczna wzrasta. Dodatek napełniacza nie pokazuje jednak zależności w zmianach dyfuzyjności. Na uzyskane wyniki miał wpływ poziom wad w postaci pustek w strukturze kompozytu. Uzyskane wyniki potwierdzają obserwacje mikroskopowe na skaningowym mikroskopie elektronowym.
File
  • File: 1
    253229 - Klaudia Zamkowska - praca inżynierska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 8077

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT0ab00df4836847408e08e07fe7f704f8/
URN
urn:pw-repo:WUT0ab00df4836847408e08e07fe7f704f8

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page