天然和合成纤维素增强环氧复合材料的机械和导热性能

IF 0.6 Q3 ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY
Omran Shabeeb, Dawood Mahjoob, Hamid Mahan, Muammel M. Hanon
{"title":"天然和合成纤维素增强环氧复合材料的机械和导热性能","authors":"Omran Shabeeb, Dawood Mahjoob, Hamid Mahan, Muammel M. Hanon","doi":"10.31436/iiumej.v23i2.2182","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Natural and synthetic cellulose-based composites have been used widely as they have many advantages, the most significant of which are lightweight, durable, strong, flexible, and resistant to corrosion. Although several studies have reviewed the characteristics of these composites, only limited research has investigated combining both natural and synthetic cellulose together. In this study, the thermal and mechanical properties of epoxy resin reinforced with different additives (sawdust and industrial cellulose) will be explored. To do this, four samples of different materials were prepared at room temperature. The first sample consisted of 100% epoxy, whilst the next sample contained 95 wt.% epoxy and 5 wt.% industrial cellulose. The third sample contained 95 wt.% epoxy and 5 wt.% natural cellulose (sawdust), and the final sample contained 95 wt.% epoxy, 2.5 wt.% natural cellulose and 2.5 wt.% industrial cellulose. The findings indicated that mechanical properties and thermal insulation can be enhanced by adding natural cellulose to the mixture. Compared to the pristine epoxy, the improvement ratios for mechanical properties were as follows: tensile strength 25%, impact strength 16.6%, and hardness 6.9%, while the results were negative for bending resistance (3.9% less). In terms of thermal properties, the sawdust/epoxy composite showed better insulation (29% higher) than neat epoxy resin. These promising findings suggest the proposed composite can be a good alternative in numerous applications such as automotive parts and building construction that require superior mechanical characteristics and thermal insulation.\nABSTRAK: Komposit semula jadi dan sintetik berasaskan selulosa telah banyak digunakan secara meluas kerana ia mempunyai banyak faedah, dan yang paling penting ianya ringan, tahan lama, kuat, fleksibel dan tahan hakisan. Walaupun terdapat banyak kajian telah dilakukan pada ciri-ciri yang terdapat pada bahan komposit ini, terdapat kurang kajian dilakukan ke atas gabungan Bersama kedua-dua bahan semua jadi dan sintetik selulosa. Kajian ini adalah tentang suhu dan ciri-ciri mekanikal damar epoksi yang diperkukuhkan dengan pelbagai bahan tambahan seperti serbuk gergaji dan selulosa industri. Bagi menghasilkan bahan kajian ini, empat sampel dari bahan berbeza disediakan pada suhu bilik. Sampel pertama terdiri daripada epoksi 100%, sementara sampel berikutnya mengandungi epoksi 95 wt.% dan selulosa industri sebanyak 5 wt.%. Sampel ketiga mengandungi epoksi 95 wt.% dan 5 wt.% selulosa semula jadi (dari serbuk gergaji), dan sampel terakhir mengandungi epoksi 95 wt.%, dan selulosa semula jadi 2.5 wt.% dan selulosa industri 2.5 wt.%. Dapatan kajian menunjukkan ciri-ciri mekanikal dan penebat suhu boleh dipertingkatkan dengan menambah selulosa semula jadi dalam campuran. Jika dibandingkan dengan epoksi asal, nisbah penambah baikan bagi ciri-ciri mekanikal adalah seperti berikut: kekuatan tegangan 25%, kekuatan hentaman 16.6% dan kekerasan adalah sebanyak 6.9%, sementara dapatan kajian adalah negatif bagi rintangan ketika membengkok (iaitu berkurang sebanyak 3.9%). Dari segi ciri-ciri haba, komposit serbuk gergaji/epoksi menunjukkan sebagai penebat yang baik (meningkat 29%) berbanding damar epoksi bersih. Penemuan yang bagus ini menunjukkan, komposit yang di cadangkan ini dapat menjadi alternatif terbaik dalam pelbagai kegunaan seperti bahagian-bahagian automotif dan pembinaan bangunan yang memerlukan peningkatan ciri-ciri mekanikal dan penebat haba.","PeriodicalId":13439,"journal":{"name":"IIUM Engineering Journal","volume":"35 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.6000,"publicationDate":"2022-07-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"4","resultStr":"{\"title\":\"Mechanical and Thermal Conductive Properties of Natural And Synthetic Cellulose Reinforced Epoxy Composites\",\"authors\":\"Omran Shabeeb, Dawood Mahjoob, Hamid Mahan, Muammel M. Hanon\",\"doi\":\"10.31436/iiumej.v23i2.2182\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Natural and synthetic cellulose-based composites have been used widely as they have many advantages, the most significant of which are lightweight, durable, strong, flexible, and resistant to corrosion. Although several studies have reviewed the characteristics of these composites, only limited research has investigated combining both natural and synthetic cellulose together. In this study, the thermal and mechanical properties of epoxy resin reinforced with different additives (sawdust and industrial cellulose) will be explored. To do this, four samples of different materials were prepared at room temperature. The first sample consisted of 100% epoxy, whilst the next sample contained 95 wt.% epoxy and 5 wt.% industrial cellulose. The third sample contained 95 wt.% epoxy and 5 wt.% natural cellulose (sawdust), and the final sample contained 95 wt.% epoxy, 2.5 wt.% natural cellulose and 2.5 wt.% industrial cellulose. The findings indicated that mechanical properties and thermal insulation can be enhanced by adding natural cellulose to the mixture. Compared to the pristine epoxy, the improvement ratios for mechanical properties were as follows: tensile strength 25%, impact strength 16.6%, and hardness 6.9%, while the results were negative for bending resistance (3.9% less). In terms of thermal properties, the sawdust/epoxy composite showed better insulation (29% higher) than neat epoxy resin. These promising findings suggest the proposed composite can be a good alternative in numerous applications such as automotive parts and building construction that require superior mechanical characteristics and thermal insulation.\\nABSTRAK: Komposit semula jadi dan sintetik berasaskan selulosa telah banyak digunakan secara meluas kerana ia mempunyai banyak faedah, dan yang paling penting ianya ringan, tahan lama, kuat, fleksibel dan tahan hakisan. Walaupun terdapat banyak kajian telah dilakukan pada ciri-ciri yang terdapat pada bahan komposit ini, terdapat kurang kajian dilakukan ke atas gabungan Bersama kedua-dua bahan semua jadi dan sintetik selulosa. Kajian ini adalah tentang suhu dan ciri-ciri mekanikal damar epoksi yang diperkukuhkan dengan pelbagai bahan tambahan seperti serbuk gergaji dan selulosa industri. Bagi menghasilkan bahan kajian ini, empat sampel dari bahan berbeza disediakan pada suhu bilik. Sampel pertama terdiri daripada epoksi 100%, sementara sampel berikutnya mengandungi epoksi 95 wt.% dan selulosa industri sebanyak 5 wt.%. Sampel ketiga mengandungi epoksi 95 wt.% dan 5 wt.% selulosa semula jadi (dari serbuk gergaji), dan sampel terakhir mengandungi epoksi 95 wt.%, dan selulosa semula jadi 2.5 wt.% dan selulosa industri 2.5 wt.%. Dapatan kajian menunjukkan ciri-ciri mekanikal dan penebat suhu boleh dipertingkatkan dengan menambah selulosa semula jadi dalam campuran. Jika dibandingkan dengan epoksi asal, nisbah penambah baikan bagi ciri-ciri mekanikal adalah seperti berikut: kekuatan tegangan 25%, kekuatan hentaman 16.6% dan kekerasan adalah sebanyak 6.9%, sementara dapatan kajian adalah negatif bagi rintangan ketika membengkok (iaitu berkurang sebanyak 3.9%). Dari segi ciri-ciri haba, komposit serbuk gergaji/epoksi menunjukkan sebagai penebat yang baik (meningkat 29%) berbanding damar epoksi bersih. Penemuan yang bagus ini menunjukkan, komposit yang di cadangkan ini dapat menjadi alternatif terbaik dalam pelbagai kegunaan seperti bahagian-bahagian automotif dan pembinaan bangunan yang memerlukan peningkatan ciri-ciri mekanikal dan penebat haba.\",\"PeriodicalId\":13439,\"journal\":{\"name\":\"IIUM Engineering Journal\",\"volume\":\"35 1\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.6000,\"publicationDate\":\"2022-07-04\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"4\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"IIUM Engineering Journal\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.31436/iiumej.v23i2.2182\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"Q3\",\"JCRName\":\"ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"IIUM Engineering Journal","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.31436/iiumej.v23i2.2182","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q3","JCRName":"ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY","Score":null,"Total":0}
引用次数: 4

摘要

天然和合成纤维素基复合材料具有许多优点,其中最显著的优点是重量轻、耐用、坚固、灵活和耐腐蚀。虽然一些研究回顾了这些复合材料的特性,但只有有限的研究将天然和合成纤维素结合在一起。本研究将探讨不同添加剂(锯末和工业纤维素)增强环氧树脂的热性能和力学性能。为此,在室温下制备了四种不同材料的样品。第一个样品由100%的环氧树脂组成,而下一个样品含有95%的环氧树脂和5%的工业纤维素。第三个样品含有95%的环氧树脂和5%的天然纤维素(锯末),最后一个样品含有95%的环氧树脂,2.5%的天然纤维素和2.5%的工业纤维素。研究结果表明,在混合物中加入天然纤维素可以提高材料的机械性能和保温性能。与原始环氧树脂相比,拉伸强度提高了25%,冲击强度提高了16.6%,硬度提高了6.9%,而抗弯性能下降了3.9%。在热性能方面,木屑/环氧复合材料比纯环氧树脂具有更好的绝缘性(高出29%)。这些有希望的发现表明,所提出的复合材料可以在许多应用中成为一种很好的替代品,例如需要卓越的机械特性和隔热的汽车零件和建筑结构。摘要/ abstract摘要:松茸、松茸、松茸、松茸、松茸、松茸、松茸、松茸、松茸。Walaupun terdapat banyak - kjian telah dilakukan padi - cii - cii yang terdapat padan bahan komposit ini, terdapat kurang kajian dilakukan katas gabungan Bersama kedua-dua bahan semua jadi dan sinintetik selulosa。喀吉尼adalah tentansuhu dancii - cii mekanikal damar epoksi yang diperkukukukhan dengan pelbagai bahan tambahan seperti serbuk gergaji dan selulosa industry。Bagi menghasilkan bahan kajian ini, empat sampel dari bahan berbeza disediakan pada suhu bilik。样品pertama terdiri daripada epoksi为100%,sementara样品berikutnya mengandungi epoksi为95%,selulosa industrii sebanyak为5%。样品ketiga mengandungi epoksi 95% wt.%,样品selulosa semula jadi (dari serbuk gergaji) 5% wt.%,样品terakhir mengandungi epoksi 95% wt.%,样品selulosa semula jadi 2.5 wt.%,样品selulosa industri 2.5 wt.%。这是我的梦想,我的梦想,我的梦想,我的梦想,我的梦想,我的梦想Jika dibandingkan dengan epoksi asal, nisbah penambah baikan bagi ciri-ciri mekanikal adalah seperti berikut: kekuatan tegangan 25%, kekuatan hentaman 16.6%, kekerasan adalah sebanyak 6.9%, sementara dapatan kajian adalah阴性bagi rount and ketika membengkok (aiitu berkurang sebanyak 3.9%)。Dari segi ciri-ciri haba, komposit serbuk gergaji/epoksi menunjukkan sebagai penebat yang baik (mengkat 29%) berbanding damar epoksi bersih。penemanan yang bagus ini menunjukkan, komposit yang di cadangkan ini dapat menjadi alternatif terbaik dalam pelbagai kegunaan seperti bahagian-bahagian automatif dan penbinaan bangunan yang memerlukan peningkatan ciri-ciri mekanikal dan penebat haba。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Mechanical and Thermal Conductive Properties of Natural And Synthetic Cellulose Reinforced Epoxy Composites
Natural and synthetic cellulose-based composites have been used widely as they have many advantages, the most significant of which are lightweight, durable, strong, flexible, and resistant to corrosion. Although several studies have reviewed the characteristics of these composites, only limited research has investigated combining both natural and synthetic cellulose together. In this study, the thermal and mechanical properties of epoxy resin reinforced with different additives (sawdust and industrial cellulose) will be explored. To do this, four samples of different materials were prepared at room temperature. The first sample consisted of 100% epoxy, whilst the next sample contained 95 wt.% epoxy and 5 wt.% industrial cellulose. The third sample contained 95 wt.% epoxy and 5 wt.% natural cellulose (sawdust), and the final sample contained 95 wt.% epoxy, 2.5 wt.% natural cellulose and 2.5 wt.% industrial cellulose. The findings indicated that mechanical properties and thermal insulation can be enhanced by adding natural cellulose to the mixture. Compared to the pristine epoxy, the improvement ratios for mechanical properties were as follows: tensile strength 25%, impact strength 16.6%, and hardness 6.9%, while the results were negative for bending resistance (3.9% less). In terms of thermal properties, the sawdust/epoxy composite showed better insulation (29% higher) than neat epoxy resin. These promising findings suggest the proposed composite can be a good alternative in numerous applications such as automotive parts and building construction that require superior mechanical characteristics and thermal insulation. ABSTRAK: Komposit semula jadi dan sintetik berasaskan selulosa telah banyak digunakan secara meluas kerana ia mempunyai banyak faedah, dan yang paling penting ianya ringan, tahan lama, kuat, fleksibel dan tahan hakisan. Walaupun terdapat banyak kajian telah dilakukan pada ciri-ciri yang terdapat pada bahan komposit ini, terdapat kurang kajian dilakukan ke atas gabungan Bersama kedua-dua bahan semua jadi dan sintetik selulosa. Kajian ini adalah tentang suhu dan ciri-ciri mekanikal damar epoksi yang diperkukuhkan dengan pelbagai bahan tambahan seperti serbuk gergaji dan selulosa industri. Bagi menghasilkan bahan kajian ini, empat sampel dari bahan berbeza disediakan pada suhu bilik. Sampel pertama terdiri daripada epoksi 100%, sementara sampel berikutnya mengandungi epoksi 95 wt.% dan selulosa industri sebanyak 5 wt.%. Sampel ketiga mengandungi epoksi 95 wt.% dan 5 wt.% selulosa semula jadi (dari serbuk gergaji), dan sampel terakhir mengandungi epoksi 95 wt.%, dan selulosa semula jadi 2.5 wt.% dan selulosa industri 2.5 wt.%. Dapatan kajian menunjukkan ciri-ciri mekanikal dan penebat suhu boleh dipertingkatkan dengan menambah selulosa semula jadi dalam campuran. Jika dibandingkan dengan epoksi asal, nisbah penambah baikan bagi ciri-ciri mekanikal adalah seperti berikut: kekuatan tegangan 25%, kekuatan hentaman 16.6% dan kekerasan adalah sebanyak 6.9%, sementara dapatan kajian adalah negatif bagi rintangan ketika membengkok (iaitu berkurang sebanyak 3.9%). Dari segi ciri-ciri haba, komposit serbuk gergaji/epoksi menunjukkan sebagai penebat yang baik (meningkat 29%) berbanding damar epoksi bersih. Penemuan yang bagus ini menunjukkan, komposit yang di cadangkan ini dapat menjadi alternatif terbaik dalam pelbagai kegunaan seperti bahagian-bahagian automotif dan pembinaan bangunan yang memerlukan peningkatan ciri-ciri mekanikal dan penebat haba.
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
IIUM Engineering Journal
IIUM Engineering Journal ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY-
CiteScore
2.10
自引率
20.00%
发文量
57
审稿时长
40 weeks
期刊介绍: The IIUM Engineering Journal, published biannually (June and December), is a peer-reviewed open-access journal of the Faculty of Engineering, International Islamic University Malaysia (IIUM). The IIUM Engineering Journal publishes original research findings as regular papers, review papers (by invitation). The Journal provides a platform for Engineers, Researchers, Academicians, and Practitioners who are highly motivated in contributing to the Engineering disciplines, and Applied Sciences. It also welcomes contributions that address solutions to the specific challenges of the developing world, and address science and technology issues from an Islamic and multidisciplinary perspective. Subject areas suitable for publication are as follows: -Chemical and Biotechnology Engineering -Civil and Environmental Engineering -Computer Science and Information Technology -Electrical, Computer, and Communications Engineering -Engineering Mathematics and Applied Science -Materials and Manufacturing Engineering -Mechanical and Aerospace Engineering -Mechatronics and Automation Engineering
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信