Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Effect of carbon nanotubes and carbon black on the properties of one-component fibre reinforced epoxy resin

Agnieszka Ślusarczyk

Abstract

The purpose of this thesis was to make and examine properties of polymer matrix composites obtained from one-component powder fibre reinforced epoxy resin doped with carbon nanotubes or carbon black. Fillers were added to improve electrical conductivity. Fabrication of composite with carbon nanotubes consists of the dispersion of the filler in acetone with the aid ultrasounds and mixing in calendar or mechanical stirrer. This trial was failed and the mixture was not cured. Differential scanning calorimetry and spectroscopic analysis confirmed that phenomenon. Carbon Black was selected for further studies and added to epoxy resin in: 1, 5, 7, 10 vol.%. Rheological properties were measured and DSC analysis was performed. Carbon or glass fabrics and powder epoxy resin composite laminates with carbon black were manufactured using press at 120° C for 8 minutes. SEM investigations on cross-section showed quite big carbon black agglomerates and dry fibres. The more filler was added, the more defects in morphology appeared. Electrical conductivity, thermal diffusivity were measured. Also the dynamic mechanical analysis was performed. Electrical properties have a little improvement with carbon black addition. However, because of bad dispersion and poor wettability, results has been worse than expectation. Content of carbon black has not affected directly on laminates properties.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Agnieszka Ślusarczyk (FMSE) Agnieszka Ślusarczyk,, Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Title in Polish
Wpływ nanrurek węglowych i sadzy na właściwości jednoskładnikowe 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.001961
Reviewers
Anna Boczkowska (FMSE/DSMP) Anna Boczkowska,, Division of Ceramic Materials and Polymers (FMSE/DSMP)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE) Waldemar Kaszuwara (FMSE/DCFM) Waldemar Kaszuwara,, Division of Construction and Functional Materials (FMSE/DCFM)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Keywords in Polish
żywica epoksydowa, nanorurki węglowe, sadza przewodząca, laminat, przewodność elektryczna
Keywords in English
epoxy resin, carbon nanotubes, conductive black carbon, laminate, electrical conductivity
Abstract in Polish
Celem niniejszej pracy było sprawdzenie możliwości wprowadzenia napełniaczy w postaci nanorurek węglowych i sadzy do jednoskładnikowej proszkowej żywicy epoksydowej A.S.SET i poprawa przewodnictwa elektrycznego wytworzonych kompozytów wzmacniany włóknami. Badano właściwości laminatów z żywicą A.S.SET i różną zawartością napełniacza. Nanorurki węglowe były najpierw dyspergowane w acetonie, a następnie mieszane z żywicą przy użyciu kalandra lub mieszadła mechanicznego. Mieszanka nie była zdolna do usieciowania, co potwierdziły również badania różnicowej kalorymetrii skaningowej i analiza spektroskopowa. Zostały wytworzone mieszanki żywicy A.S.SET z sadzą poprzez mieszanie mechaniczne. Napełniacz dodano do żywicy w ilości 1, 5, 7 i 10% mas. Mieszanki poddano badaniom reologicznym. Zbadano również właściwości termiczne żywicy epoksydowej z różną zawartością sadzy przy użyciu metody DSC. Mieszaninę proszku żywicy z sadzą wykorzystano do wytworzenia laminatów wzmacnianych tkaniną węglową lub szklaną. Oprócz tego sporządzono także kompozyt bez dodatku sadzy. Laminaty zostały sprasowane na prasie hydraulicznej pod naciskiem 30kN w temperaturze 120° C przez 8 minut. Wykonano10 laminatów, które poddano badaniom. Za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego zbadano mikrostrukturę kompozytów. Zdjęcia wykazały, szczególnie w przypadku większych zawartości sadzy, spore aglomeraty napełniacza, nierównomierną dyspersję i niedokładne nasączenie włókien przez żywicę. Badania reologiczne wykazały wzrost lepkości i skrócenie czasu żelowania wraz ze zwiększeniem zawartości napełniacza. Zbadano także przewodność elektryczną i dyfuzyjność cieplną wytworzonych laminatów oraz dokonano dynamicznej analizy termomechanicznej. Przewodność elektryczna została nieznacznie polepszona, jednak dodatek sadzy nie przyniósł oczekiwanych rezultatów. Ze względu na liczne defekty i niejednorodność struktury kompozytów, nie udało się uzyskać oczekiwanego wzrostu właściwości elektrycznych i dyfuzyjności termicznej od zawartości sadzy w żywicy A.S.SET. Powstałe wady były spowodowane niedokładnym rozdyspergowaniem napełniaczy w osnowie.
File
  • File: 1
    253218 - Agnieszka Ślusarczyk - praca inżynierska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 8071

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTd96c3126e74140898a03e2c3661b23aa/
URN
urn:pw-repo:WUTd96c3126e74140898a03e2c3661b23aa

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page