研究和评论:材料科学杂雷竞技苹果下载志》上
菜单ISSN: 2321 - 6212
ISSN: 2321 - 6212
贾亚特里U1Malkapuram R1Vasu在1*和Chavali米2
1机械工程系,Vignan基础科学、技术和研究大学(VFSTRU;Vignan大学)、Vadlamudi尔,印度安得拉邦
2科学与人文、化学、分工部门Vignan的基础科学、技术和研究大学(VFSTRU;Vignan大学)、Vadlamudi尔,印度安得拉邦
收到日期:28/08/2016;接受日期:05/10/2016;发表日期:14/10/2016
DOI: 10.4172 / 2321 - 6212.1000154
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虾是一种极好的蛋白质来源,然而非常低的脂肪和热量,使他们一个非常健康的选择的食物。在本文中,我们已经讨论了使用可降解的废弃物作为一种复合材料。虾壳的丢弃垃圾废弃物用于复合材料。复合材料由矩阵和强化。在这篇文章中使用的颗粒强化是虾壳粉和使用的矩阵是lapatoxy-SP 100树脂和固化剂(MYK Laticrete)。使用的钢筋是虾壳粉混合矩阵在固定比率。在本文中,复合材料制造,并进行硬度测试。被丢弃的废物,可以很容易地环境中可用。也可降解,即使在它的分解;它会释放出营养到环境中使用的树木。 These composites cause no harm to nature and are eco-friendly. They don’t require any site to grow the raw material used as the reinforcement. They possess high strength, toughness, can withstand loads, hardness etc. Composite materials are a substitute for conventional plastics and possess higher mechanical properties than those materials.
复合材料、虾壳粉、MYK Laticrete——latapoxy树脂和硬化剂,复合材料的强度
大多数人的发明都来源于他的需求。起初,他只使用自然材料包围他像木头和石头工具和动物皮衣服。然后,他学会了织棉、丝等天然纤维布。慢慢地他发现铁和铜的使用使狩猎实现。之后,他学会了用火来做锅碗瓢盆从粘土和混合金属如铜和锡生产合金铜。通过这种方式,他开始做新材料在自然界中不容易发现。另一种合成材料,最早是在早期是玻璃,硅和纯碱的化合物。人的科学理解大大增加在过去的两个世纪,它见证了一场技术革命。科学家们发现了如何让特殊合成材料像塑料。塑料这个词来源于希腊语“塑料”意义适合成型。 It is quite a fitting word as plastics can be fabricated into rigid, tough, corrosion- resistant objects. It can be inorganic or organic, natural or synthetic. But increasingly, the word has come to denote synthetic organic plastics, essentially polymers. These polymers, meaning many (poly) parts (rneros) are composed of giant molecules or units called monomers. Each monomer is composed essentially of carbon and hydrogen. Most of the developments in plastics took place as a result of man’s search to replace wood, cement and other materials with newer ones having better properties. Celluloid first made from cellulose and camphor was developed in a bid to find good billiard bans! Some developments were as a result of military needs during World War. The first synthetic plastic, Bakelite, was invented by Baekeland in 1906 by reacting phenol and formaldehyde. Polyvinyl chloride WVC1 and related Polymers were first manufactured in the late 1920's. Polystyrene, Lucite, and plexiglass (acrylic) were invented in the 1930's. Many plastics are made from other plastics; for example Acrilan, Orlon, and Dyne are made from styrene. Some other plastics are nylon, polyethylene, Teflon, etc. Polymers are produced by complicated chemical processes but they involve basically two types of chemical reaction-addition polymerization and condensation polymerization. In the former, the individual monomers add to one another directly, without a change in composition. In the latter, two or more monomers react to form a chain eliminating a small part of themselves, usually water.
塑料一般分为热塑性塑料。加热后他们熔化或软化,因此可以再加工,而热集塑料形成后仍然困难。在高温下,他们不但是分解融化。随着塑料的发明,男人开始使用这种材料来代替传统的。金属虽然艰难的固有缺点像重量级由于腐蚀和强度损失。然而,许多塑料虽然多才多艺不够强或硬这样复杂的应用程序中使用。最近,科学家们已经开始以一种新的方式混合材料不同的属性,使新材料具有良好的组成材料的性质,没有个人材料固有的弱点或缺点。这些新材料被称为复合材料。
复合材料
结合复合材料是由两个或两个以上的不同的材料。他们结合的方式产生的复合材料或复合材料具有优越的性能,许不获得单一组分的材料。在技术方面,我们可以定义一个作为多相复合材料从材料的组合,不同的组合或形式,仍然结合在一起,但保留他们的身份和属性,没有进入任何化学反应。组件不溶解或完全合并。他们彼此之间保持一个接口在音乐会提供改进,并添加特定或协同特征没有获得任何组件单独行动。
骨是一个简单的例子,一个天然的复合材料组分的最佳性能。骨头必须坚强和刚性;然而足够灵活的抵抗破坏在正常使用。这些需要属性提供的组件。成熟的骨骼是由两个基本类型的材料——有机和无机。的有机组成部分,主要是蛋白质,碳水化合物,和脂肪使其柔软,给所需的柔软。无机组件,由磷酸钙,给它所需的强度和刚度。最常见的合成复合材料是玻璃纤维增强塑料(GRP),这是由塑料和玻璃纤维制成的。单个组件具有完全不同的性质的复合材料,玻璃钢。塑料轻,耐用,有良好的耐蚀性,可以很容易地塑造任何复杂形状。 But they are not fit for load-bearing applications because of lack of sufficient strength, stiffness, and dimensional stability. Glass fiber, on the other hand, possesses very high strength and is sufficiently stiff and durable. Like plastics, it also cannot be used for load-bearing applications because of its brittleness and fibrous structure. But when both these are combined in the correct proportions and a particular glass fiber arrangement, we obtain GRP which has the improved mechanical and other properties suitable for load bearing applications.
识别的问题
复合材料已经改变了世界的材料揭示材料不同于常见的异构材料。复合材料是一种结构材料,它由两个或两个以上的组合成分组合在宏观层面和不溶于彼此。应该理解,上述复合材料没有任何化学反应的副产品之间的两个或两个以上的选民。其成分之一,另一个叫做强化阶段,强化阶段材料的嵌入,称为矩阵。
强化阶段材料的形式可能是纤维、颗粒或碎片(例如玻璃纤维)。矩阵相材料通常是连续的(如环氧树脂)。矩阵阶段是轻而弱。强化阶段是强大而努力,也许并不轻。例如,在着钢筋混凝土,矩阵阶段混凝土和钢强化阶段。石墨/环氧树脂复合材料石墨纤维增强阶段和环氧树脂是矩阵阶段。组件不溶解或完全合并。他们彼此之间保持一个接口和一个d音乐会提供改进,具体或协同特征没有获得任何的原始组件单独行动。
偏好的虾壳粉强化
目前水产养殖焦点作为解决食品日益增长的需求。生产在这个行业获得动量,蛋白质成为最重要和昂贵的输入组件。因为生产成本持续稳步上升和下降的自然资源,有冲动找到一个可行的手段来缓解这个问题。据估计,水产养殖饲料占40 - 60%的运营成本。自然我们的注意力应该有成本效益的和容易饲料原料。
印度的贝类加工工业每年产生850万吨壳废料(1]。重量大约35 - 45%的虾原料被丢弃时浪费加工成无头壳牌等产品。剥离过程,包括消除壳的虾的尾部,增加废物总产量高达40 - 45%。在全球范围内,虾加工工业生产超过7000亿吨的废壳。虽然这部分用于甲壳素/壳聚糖的制备、饲料生产和肥料,主要部分仍未使用。环境影响的传统的处理方法浪费,加上许多国家环保法规的加强,创造了一个兴趣替代方法处理/利用这种浪费。
强化
在这篇文章中,讨论了项目是由虾壳粉。在日常使用中为我们的饮食和我们用虾壳被浪费和倾倒出来。在平均近23095吨虾每天使用的一个国家。及其废弃物被丢弃废物。虾壳具有良好的强度和抵抗有关复合材料科学。已经丢弃废物的贝壳,蟹壳、鱼壳作为可降解材料的复合材料。这些添加有机可降解材料与可持续矩阵和是一个复合材料制成。
的免费可用性壳丢弃的废物和可生物降解的用于制造复合材料。即使是干虾壳有良好的弹性模量和极限强度。由于急剧增加,弹性模的虾壳和孤立的蟹甲壳素干燥、和其他节肢动物贝壳,得出在正常功能使用在生活,表皮水大大减少了无机盐的脆化效应阶段。似乎那现场湿表皮是一种复合材料,展品都合理的灵活性和足够的强度和韧性。
塑料的力学性能可以很容易地设计适合各种强度,刚度和重量要求,通过不同的组合虾壳聚合物的内容。份的产品完全可再生和可持续的,虾壳来自渔业浪费。这些有更高的机械强度比传统塑料(2]。
机械性能的艰难、透明和可再生材料可用于制造大型、复杂3 d对象的形状。新虾壳材料是完全可生物降解的。它完全分解后大约两个星期内被丢弃在环境中,甚至释放营养物质在其分解植物可以使用的。虾壳是混合纤维增强矩阵形成了聚合物复合材料。廉价和容易在更大的尺度上,不占用土地等植物性生物塑料。合适的矩阵添加到虾壳粉然后纤维的强度增加抵抗环境的复合材料和承受环境是可生物降解的。
利用Matrix-Latapoxy树脂
本文讨论了使用的矩阵是LATAPOXY SP - 100。LATAPOXY sp - 100没有污点灌浆是一种环氧灌浆专门设计用于应用程序的瓷砖、玻化瓷砖,石材染色料的地方。
科学家已经意识到环氧树脂多年但第一个商业探索他们的属性是在1930年代。这是在德国的公司I.G. Farben产业。然而,直到1950年代,以商业方式使用的化合物在北美推出。大约在这一时期构建工业的创始人,吉姆•彼得斯之后,可以开始尝试和他们多年来成为世界上领先的构建。环氧树脂是热固性树脂,聚酯、硅酮、聚氨酯、三聚氰胺、丙烯酸树脂和酚醛树脂。一旦固化环氧树脂发生他们不能被加热融化。这使得环氧树脂的反面聚乙烯等塑料(热塑性塑料)、乙烯、聚丙烯等,可以融化和凝固一遍又一遍。
的树脂是我们大部分的环氧树脂配方的基础是双酚A的diglycidol醚(DGEBA)。双酚A是由苯酚与丙酮反应在合适的条件下。Bis意味着两个苯基意味着酚组和OAO代表丙酮。因此,双酚A是化学产品制成的化学结合两个苯酚与丙酮。
未反应的丙酮和苯酚被从双酚A然后反应称为环氧氯丙烷的材料。这个反应棒的两个(di)缩水甘油组的双酚A的分子。缩水甘油醚的合成产品bisphenyl-A或基本的环氧树脂。正是这些缩水甘油组与胺反应氢原子产生固化环氧树脂。环氧树脂可引起轻度皮肤刺激,对重复接触皮炎的一种形式。雷竞技网页版是很重要的限制与环氧树脂和固化剂(皮肤接触雷竞技网页版图1)。
图1:环氧基的基本化学结构。
用于环氧树脂是环氧氯丙烷与cyclo-aliphatic树脂作为前体的期望每一个商用的环氧树脂LATAPOXY组需要常规与pH值中性肥皂和水清洗。所有其他LATICRETE和LATAPOXY材料不需要维护,但安装性能和耐久性可能取决于正确维护产品提供的温度会影响工作的性质LATAPOXY®300环氧胶粘剂。温暖的气温将固化速度和缩短工作时间。低温固化缓慢和需要更长的时间来流量。商店LATAPOXY 300环氧胶粘剂在70°F (21°C) 24小时之前使用。
硬化剂
在这个项目中所使用的产品是MYK LATICRETE, LATAPOXY树脂、部分——一个250 g。B部分,硬化剂,通常是聚胺或多胺的混合物,并有强烈的ammonia-like能闻到。大多数被认为是点腐蚀材料和应该得到尊重。他们通常浅色的深琥珀色液体。硬化剂,树脂,可以充满金属或矿物填料改善性能或降低成本。就像树脂,随着时间的推移这些填充物可能解决之前,必须搅拌均匀一致性与树脂混合。一些基于酐而不是胺环氧固化剂进行。这些固化剂进行更有可能用于电子灌封和封装的应用程序和在本质上可能是热固化。水分多胺和酐都有点敏感。保持容器紧密密封和meter-mix-dispense设备使用时最好使用干燥的氮气清洗或浆果,空气干燥器在发泄3]。
两部分环氧化合物通常在单独的a - b提供容器,要么全部或者pre-measured工具包。根据树脂实验室名称;一部分是环氧树脂和B部分是聚胺固化剂,与一些系统B部分可能是酸酐。环氧树脂通常清楚略琥珀,高粘度液体可能充满了矿物填料来提高性能和降低成本。这些有时可以解决底部的容器,必须搅拌均匀一致性之前添加硬化剂。环氧树脂可引起轻度皮肤刺激,对重复接触皮炎的一种形式。雷竞技网页版是很重要的限制皮肤接触任何环氧树脂或硬化剂。雷竞技网页版因此,我们建议你戴橡胶手套当混合和使用环氧化合物。
混合环氧树脂和固化剂的比率
一般来说最好的情况是1/1比例即使粘度,最糟糕的情况是一个10/1的比例,宽粘度不同。筒的类型也可以分发质量有显著的影响,特别是当用于脉冲模式。大,薄壁墨盒可以诱导铅/滞后效应,a和B显示极端比例变化在很短的扩张和放松墨盒桶。厚壁的墨盒显示更少倾向于产生这种铅/滞后效应主要原因在断断续续的俗气的小区域。盆栽或铸件。
沸腾的范围:IBP 432°F (222°C) (IBP =初馏点)
外观和气味:清晰的轻微的黄色,略粘稠液体略微ammonia-like气味。
水溶性:轻微。
生产的虾壳粉虾废弃物。废弃的虾壳是浪费在所需的数量。这些虾壳废弃物与冷却淡水彻底洗几次。
虾壳废弃物组件(头、胸和腹部外壳,外壳,尾节,附属物,天线,上颌)分离,再洗。这些虾壳干在阳光下2 - 3天使用干燥机。完整的水分被干燥的虾壳在阳光下,也使用干燥机。图2显示了干虾壳。
图2:干虾壳。
那些干虾壳完全晒干,磨成粉用搅拌机如下图所示的3 - 4倍。虾壳的细粉收集所需的数量。
精细接地虾壳粉又干一天久粉去除多余的水分。粉必须干净,在处理之前从灰尘和其他微生物。
用于复合材料的纤维是这完全干粉末混合矩阵建议具有颗粒增强矩阵。这个虾壳粉具有良好的强度相比其他生物可降解材料(4]。
虾壳粉的强化处理,如前所述的矩阵使用lapatoxy树脂与固化剂在恒定的比率一般来说最好的情况是1/1比例即使粘度,坏的情况下是一个10/1的比例,宽粘度不同。筒的类型也可以分发质量有显著的影响,特别是当用于脉冲模式。在本文中75%的树脂和固化剂和虾壳粉被25%的混合矩阵和纤维如下图所示的树脂和固化剂。
虾壳粉的颗粒强化复合粉末的形式。的数据3和4下面显示了混合和死亡的虾壳粉作为一种强化复合材料。
图3:混合干虾壳。
图4:干燥的虾壳粉。
壳牌分泌的一般理解是,它始于角质层的形成从periostracal槽挤压。到达外层套叶的顶端,它反映和钙质外层立即启动略内或低于内部层角质层。然而,一些双壳类藐视这个模型,可以分泌钙质壳层铺设前的问题。在这种情况下,分泌问题突出的形式从角质层针或针,,它代表的是高度组织和矿化的早期阶段,不同于正常的壳分泌过程。
其结构主要是一组平行的棱镜,多边形截面,直,长沿方向垂直于外壳的外表面。
部分是环氧树脂和部分- B是固化剂,环氧树脂通常清楚略琥珀,高粘度液体可能充满了矿物填料来提高性能和降低成本。这些有时可以解决底部的容器,必须搅拌均匀一致性之前添加硬化剂。环氧树脂会导致轻微的皮肤过敏和皮炎的一种形式在反复接触(雷竞技网页版图5)。
图5:MYK Laticrete——latapoxy树脂和硬化剂。
当手混合环氧树脂和硬化剂,最好是把树脂,首先,一部分进入混合容器首先在一个容器的树脂和固化剂添加比例和混合容器中的一段时间,直到我们得到一个好点的解决方案容器(数据6和7)。
图6:树脂的混合。
图7:粉混合矩阵。
当解决方案中获得良好的顶点是虾壳粉添加到顶点矩阵的容器。粉混合到矩阵使用搅拌棒搅拌,直到形成一个良好的混合。这个颗粒的混合矩阵s叫搅拌技术。它不需要任何温度或热(5]。
混合物应该混合没有任何泡沫和它必须清洁和自由空间尘埃。它应该是均匀分布在整个构图由刮经常混合容器的两侧和底部。
产品已完全混合后,混合物应该投入使用的模具或粘合剂的一步。通常,最终产品必须完全免费的空洞和泡沫。制备复合材料注入模具所需的形状。模具的形状是获得复合材料。复合材料的采购是困难的和高强度(图8)。
图8:复合材料制成不同的死亡
处理后,复合材料是取出摆脱空洞进行进一步调查。
复合制成的虾壳粉是一种可降解的材料,这种材料可以很容易地丢弃到环境中易于使用。它不需要任何植物或网站增长的原材料(6,7]。
的废弃物浪费是识别并用于良好的目的。而不是陶瓷,塑料,这些材料是作为补充。他们会有很好的强度和艰难。他们可以使用瓷砖,使文章,装饰物品等。
复合材料是由虾壳粉通过添加矩阵lapatoxy树脂和硬化剂。测试复合材料硬度试验。结果复合材料也可以通过测试和通过观察期间综合实验。
这些结果表明,该复合材料是困难的和高强度。的微粒粉末形状的复合材料选择的是恰当的项目制造复合材料,我们选择是通过试验和错误的方法。
硬度试验
要测试的试样放在工作表。最初基本负载应用于试样的硬度值分别以负载。试样上的负载逐渐增加硬度和相应的数字。试样上的负载增加,直至试样断裂载荷下应用。
,试样断裂点在一定的负载。直到负载,测试可以承受。布氏硬度试验是进行试样放置负载和使用一个圆形球硬度计压头10毫米试样上的读数。基于球硬度计压头的直径,硬度的值数字指出关于直径。硬度值决定了颗粒复合材料的强度(数据9和10)。
图9:硬度测试。
图10:硬度测试设备测试。
在750公斤负载,它的硬度值为- 52.1
在1250公斤负载,它的硬度值为- 96.3
在1500公斤负载,试样断裂和达到极限强度;在应用加载它的硬度值为- 114.4
比较与其他可降解材料
椰子壳是最重要的一个天然填料产生在热带国家像马来西亚、印度尼西亚、泰国和斯里兰卡。许多作品一直致力于利用其他自然填料的复合材料在最近的过去和椰子壳填料是一个潜在的候选人开发新的复合材料因其高强度和模量特性。复合材料的高强度椰子填料可用于广泛的应用程序,建筑材料、海洋绳索,连裤袜,家具和其他家用电器。本文的目的是研究环氧树脂复合材料的拉伸和弯曲性能基于椰子壳填料粒子
实验开始的采购椰子壳标本,树脂,固化剂,模具,滚。椰子壳采购来自当地的杂货商。六块椰子壳的地面形成粉50到200的直径μm使用磨床。椰子壳的密度是1.60克/平方厘米。环氧树脂和固化剂在Cheras从本地供应商采购,雪兰莪州,马来西亚。3554使用的树脂是环氧树脂的密度1.15克/立方厘米。树脂和硬化剂的重量比是100:25。环氧树脂和固化剂混合在一个容器,搅拌5 - 7分钟。之前混合物放置在模具,复合硬化,之后从模具,放入烤箱为固化12小时40°C。
椰子填料粒子增强树脂基体的界面和填充材料。15%填充复合材料的最大抗拉强度较高(35.48 MPa)。应力断裂从弯曲或弯曲试验称为弯曲应力。他最大挠曲强度15%填料复合高(80.68 MPa)。模具最初被抛光用脱模剂防止复合材料粘在模具上删除。最后,混合物倒进模具,在室温下24小时(8- - - - - -11]。
当矩阵添加虾壳粉,它的整个表面具有良好的均匀分布。中使用的强化复合材料与矩阵有一个良好的界面。当负载应用于复合材料,负载是直接由矩阵和传输矩阵通过reinforcement-matrix界面的强化。所以,很明显,荷载传递矩阵的纤维取决于钢筋矩阵接口。这个接口可以由化工、机械、和反应结合。在大多数情况下,发生超过一种类型的键。
重量大约35 - 45%的虾原料被丢弃时浪费加工成无头壳牌等产品。剥落的过程,涉及的shel1从虾的尾部,增加废物总产量高达40 - 45%。在全球范围内,虾加工工业生产超过7000亿吨的废壳。环境影响的传统的处理方法浪费,加上许多国家环保法规的加强,创造了一个兴趣替代方法处理/利用这种浪费。
虾外骨骼富含蛋白质(大约40%)除了甲壳素占干重的14%左右。虾壳组成的含有甲壳素(C8H13O5N)是一种长链聚合物的N -乙酰氨基葡萄糖,葡萄糖的衍生物。机械性能的艰难、透明和可再生材料可用于制造大型、复杂3 d对象的形状。材料是完全可生物降解完全分解后大约两个星期内被丢弃在环境中。
虾壳甚至释放营养物质在分解到环境中,植物可以使用。虾壳有更高的机械强度比传统塑料。复合材料具有高强度、困难和承受载荷具有良好的硬度,耐水,没有反应的化学物质,容易被用作纤维的原料,不需要任何机械加工设备。它具有较高的强度极限和弹性模量。复合材料准备使用虾壳加固和使用的矩阵是lapatoxy树脂和硬化剂。的复合材料制成的生物可降解材料是被丢弃的废物进入环境。丢弃的废物进入环境是选为使复合材料的纤维达到高强度、韧性、耐磨性、硬度、强度极限和所有要拥有一般的机械性能。
