Formminnestestning av härdat harts och pultruderade kompositprover:(a) Deformerat prov av härdat harts i testfixturen efter uppvärmning; (b) härdade hartsprover efter formfixering; (c) härdade hartsprover efter formåtervinning; (d) deformerat prov av pultruderad komposit i testfixturen efter uppvärmning; e) geometri för pultruderat kompositprov efter formfixering jämfört med testarmaturens geometri; och (f) pultruderat kompositprov efter formåtervinning. Kredit:Roman Korotkov et al./Composites Part A:Applied Science and Manufacturing
Skoltech-forskare har undersökt en lovande typ av kompositmaterial när det gäller deras formminnesbeteende - hur de återtar sin ursprungliga form efter deformation om de utsätts för rätt temperatur eller andra förhållanden. De studerade materialen var glasfiberarmerade epoxibaserade platta laminat, produceras med en teknik som kallas pultrusion. Även om det har avsevärd potential för att tillverka kompositer med formminne för elektronik, biomedicin, och mer, metodens tillämpning på sådana material undersöks för första gången i den Skoltech-ledda studien som rapporteras i Kompositer del A:Tillämpad vetenskap och tillverkning .
Formminnespolymerer, eller SMP, är material som kan återställa sin ursprungliga form under yttre stimuli som temperatur, ljus, fukt, aciditet, elektricitet, eller elektromagnetiskt fält. De används i stor utsträckning inom flyg-, biomedicinsk, och bilindustrin, såväl som i 4D-utskrift, temperatursensorer, och elektroniska apparater.
SMP är ofta förstärkta med kol, basalt, eller glasfibrer, resulterar i kompositmaterial med överlägsna egenskaper. Ett antal tekniker används för SMP-komposittillverkning, de flesta av dem ganska väl studerade. Förvånande, hittills har det inte gjorts några studier på formminneseffekten i kompositer som produceras genom pultrusion - den mest effektiva tillverkningsprocessen för kompositer som finns. Det är en snabb, mångsidig, och lågavfallsteknologi som potentiellt skulle kunna ge nya typer av formminnesstrukturkomponenter med unika kombinationer av geometrier och mekaniska egenskaper, omöjligt att tillverka med andra metoder.
"I den här studien, vi undersökte formminnesbeteende och mekaniska egenskaper hos epoxibaserade pultruderade platta laminat förstärkta med enriktade glasfibrer. Analysen omfattade också hartskure -kinetiken och de termomekaniska och termofysiska egenskaperna hos det härdade hartset, " kommenterade projektets PI, Alexander Safonov från Skoltech Center for Design, Tillverkning och material.
"Våra resultat kan användas för ytterligare numeriska simuleringar och optimering av pultruderingsprocessen. Dessutom, resultaten visar att pultruderade SMPC:er visar betydande lovande för strukturella applikationer, "tillade forskaren.
